JPH08155643A - 磁気吹き防止型溶接装置 - Google Patents

磁気吹き防止型溶接装置

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JPH08155643A
JPH08155643A JP32927694A JP32927694A JPH08155643A JP H08155643 A JPH08155643 A JP H08155643A JP 32927694 A JP32927694 A JP 32927694A JP 32927694 A JP32927694 A JP 32927694A JP H08155643 A JPH08155643 A JP H08155643A
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JP
Japan
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arc
torch
wire
welding
welding equipment
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Pending
Application number
JP32927694A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Toyoda
博 豊田
Mitsuhiro Sakagami
光廣 坂上
Noboru Yasue
登 安江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Engineering and Services Co Ltd
Bab Hitachi Engineering Service Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Engineering and Services Co Ltd
Bab Hitachi Engineering Service Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Engineering and Services Co Ltd, Bab Hitachi Engineering Service Co Ltd filed Critical Hitachi Engineering and Services Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的 TIG(タングステン イナート ガス)溶
接特にHSTig(ホツトワイヤ スイツチング テイ
グ 溶接)において、通電端子がトーチから離れて位置
するとき、迷走する電流が生じ、開先に不特定の磁場を
生じ、アークが不安定となり、継ぎ手部の品質不良を生
ずる。このためアーク通電端子とワイヤ通電端子たるグ
ラファイト摺動子9a,9bをアークの近傍で駆動部1
に接続し、そのアークとの相対位置を変えることなく変
位可能にし磁気吹きを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はタングステンアーク溶
接装置にかかり、特に初層の裏波溶接を好適にする磁気
吹き防止型の溶接装置に関する。
【0002】
【従来の技術と問題点】近時現地溶接の工事が多く、特
にエネルギー資源の大量輸送手段としての各種敷設工事
がが増大している。このような工事には「固定配管の全
姿勢溶接」作業が中心となり高度な技量が要求され熟練
した溶接工が作業する必要がある。しかし溶接工が払底
しているので確実な作業のできる自動化溶接装置の要求
が高まつている。
【0003】しかし一方自動化を阻害する要因として以
下のようなものがある。 (1)特殊開先でしかもその加工及び仮付け精度の高い
ものが要求される。 (2)自動化装置を使用しても、上記(1)の問題があ
り常時アークを監視する必要があり、自動化の効果が低
い。 (3)装置の着脱が面倒で、作業者が装置の取扱になれ
るまで時間が掛かるという問題がある。
【0004】近時ホツトワイヤスイツチングタングステ
ンイナートガス(以下HSTigと略称する)溶接方法
で溶着量を増大する自動溶接方法が実施されている。こ
れは溶接線材をアークに供給するまえに電流を流しワイ
ヤを加熱し、従来溶融池の熱を冷ワイヤが奪うことによ
る溶着速度の低下を改善したものである。スイツチング
とはワイヤに電流が流れているとき、アークが形成され
るとワイヤを流れる電流で磁場が形成されてアークを偏
向させ謂磁気吹きで溶接部の品質が低下することから、
アーク電流とワイヤ電流を交互に供給する所謂「スイツ
チング」電流供給でこの磁気吹きを防止するものであ
る。
【0005】HSTig装置の一例を図面により説明す
る。図1は電源をアーク電源とワイヤ電源を独立しても
つ2電源方式の一例を示すものである。(配線と自動切
り替えするスイツチを有する1電源方式もある。) 図2はアーク電流とワイヤ電流の時間を横軸にとるスイ
ツチングの相対関係を示す図面である。図3はコールド
TIGとHSTigとの溶着速度の比較をしめすもの
で、自動化においてHSTigが倍以上の溶着能力をも
ち、格段に自動化の効果をもつものである。しかしHS
Tigを含みいずれの場合でも被溶接部材の開先には種
々の理由で磁場が形成され適切な状態で溶着金属の開先
への供給を阻害し、これが改善を強く望まれている。
【0006】磁場の形成について考察すると、 〓パイプ製造工程でリフトマグネツトを使用し帯磁(磁
性一定方向)(図4) 〓パイプ製造工程での結晶レベルでローカルに磁化して
いるもの。(常に管端端面より磁束が吹き出る方向)
(図5) 〓溶接電流がパイプを貫流する時に発生するもので、通
電点の接続位置により異なり、迷走の形を取る。(図
6) 以上の〓及び〓の場合数ガウスでもアークは吹かれ、数
十ガウスでは溶接不能となることがある。〓は溶接電流
を供給する一方の極の母材側に設けられ通電点と、アー
クを発生する他方極との間を貫流する電流が迷走するこ
とにより発生する磁界であり、特に初層裏波を形成する
ときは溶接電流は小さく、従ってアークの推力も小さく
磁界の影響を受け易い。
【0007】また開先形状は、市販のパイプは既に60
O V型開先に加工してあり、好適な初層裏波溶接(初層
の溶着金属がアークと反対側(裏面)面に規則正しく波
頭が定間隔で美麗に続くような時は良質の溶接がされた
とするもので、この初層溶接を初層裏波溶接という。)
を得るため手動溶接と同様にギャツプを設ける必要があ
り、HSTig溶接においても手動溶接を混用するなど
の問題を生ずる。TIG(タングステン イナート ガ
ス)溶接においては、 ギャツプを一定の間隔にする仮着け作業が必要であ
る。 フィラーワイヤを別に管表面から挿入し、かつ好適な
裏波を形成せねばならぬ。 場合によつては、管内面からバツクシールすることが
ある。 開先にギャツプを設けることにより、開先に磁界が発
生し溶接アークに影響をあたえ、溶接不能になることも
ある。 なお手動溶接の場合は開先にギャップを設け、管外面よ
りアークで溶解され形成された裏ビードに、そのギヤツ
プを通して管の内面からフィラーワイヤを挿入する等の
高度な技術を駆使している。(図7、8、9参照)
【0008】HSTig溶接を好適に行うための、磁界
の影響を防ぐ方法としては、 アークの推力を高める。 変動する磁界に影響されないアーク現象をつくる。 磁界の変動を少なくする。 などが挙げられ、当然にこれらの組み合わせは有効であ
る。
【0009】
【発明の目的】本願発明は上記のにつき提案するもの
で、従来の接地端子が母材のいずれかに設けられていれ
ばよいとする認識を改め、迷走電流の原因となる通電端
子位置をトーチに近接位置させ、母材側の通電点を溶接
ヘツドの移動とともに移動し、アーク電流及びワイヤ電
流の通電経路を最短にする装置を提供するものである。
【0010】
【手段の概要】タングステンアーク溶接装置において、
通電端子をアークに近く位置させ、アークに対する位置
を近接保持する溶接用の通電端子部材を設けたことを特
徴とする磁気吹き防止型溶接装置である。
【0011】
【実施例1】図10は冷却水循環装置、不活性ガス(ア
ルゴンガス)供給装置、制御装置、リモコンボックス、
HSTig装置との接続を示す図面である。溶接接続さ
れる管は大径で図示しない架台で支持され、図示しない
駆動装置で溶接速度に合わせて回転される。(図面を明
瞭にするため、図10では、アーク通電ケーブル、ワイ
ヤ通電ケーブルはアーク位置と離れたところに接続され
ている。)工場で大径直管を溶接する時の図面である。
【0012】図11は本願発明のHSTig溶接装置の
斜視図である。溶接装置本体は駆動部1とトーチ部2と
よりなる。駆動部1はガイドレール3に接続し溶接速度
で変位する。トーチ部はトーチを矢印のように左右(ウ
イービング)の変位をさせ、矢印のようにトーチ上下
(アーク長さ調節)ができる。フィラーワイヤ6はトー
チの左右のワイヤリール5からワイヤ送給モータ4によ
り管10の開先に位置するトーチ8のアーク部に供給さ
れる。アーク電源7aとワイヤ電源7bのグラファイト
摺動子9a,9bは駆動装置1の外箱と接続する取付金
具11(図12)で保持される。また装置製造時からグ
ラファイト摺動子を装置内に組みつけしておくこともで
きる。グラファイト摺動子9a,9bは絶縁板で相互に
絶縁され、頂部にはスプリング13が設けられグラファ
イ摺動子の下端を管に押しつけする。((図11では図
面の都合上グラファイト摺動子は駆動部1とは接続され
ず離れた位置に示されている。)
【0013】現地大径管については、管を回転させるこ
とができない。図14に示すように駆動部1に接続する
腕14の端部に設けたローラ16をレール15に案内さ
れるようにし歯車17の駆動でガイドレール3により溶
接装置を変位させることができる。レール15は駆動部
1が管の横断面で下側にきても脱落することがないよう
にするものである。
【0014】更に溶接のとき円滑な変位のできるように
したものを図15に示す。溶接装置本体WO と同重量
(要するれば駆動装置付き)のローラ付きカウンターウ
エーイトW1 を管の直径方向に対向位置させ、、またロ
ーラ付きでワイヤと管外面との接触防止用の駒S0 を同
様にして管直径方向に対向させて位置させワイヤ18で
0 、S0 、W1 、S0 を接続する。なお図示ワイヤに
は張力調節具Tをそれぞれ設ける。これにより溶接装置
本体は円滑な変位をしアークも安定し溶接部の品質も向
上する。この場合開先位置を信号とし駆動部1に入れる
ときは、ガイドレール3は不要となる。
【0015】
【実施例2】図16は駆動部1により装置を歯車17a
で変位駆動する他の実施例を示す。ガイドレール3aよ
り展出するレール15aを,駆動部1より垂下する腕1
4aの端部のローラ16aで挟持し溶接装置を支持する
ものである。ただし装置位置が水平大径管の上端位置、
側方位置、下端位置にある時に、歯車17aにかかる荷
重が変化するので、その荷重に対する調節をし円滑に装
置が変位するようにし、溶接部の品質を高める必要があ
る。なおこの場合歯車17bを絶縁材料の駆動用ローラ
にする。
【0016】
【実施例3】図13はグラファイト端子とアークとの相
対位置を近接させる手段を通常のTIG溶接にも適用
し、磁場発生を防止する通電端子部材の構造を示すもの
である。通常の手動溶接用ホルダーに通電端子部材を接
続することは、作業上の不便のみばらず、グラファイト
端子の管との接触を常時保持することは困難である。従
って図13の通電端子部材をアーク部に近く、例えば5
cm長さ溶接毎にその位置を移動させるものである。端
子吸着を真空ポンプ等を使用するときは、図示スカート
21を管表面に押しつけられ、これによりグラファイト
端子も管表面に押しつけられ、吸引される空気は、空気
通路22a、22、弁24経由真空ポンプ(図示せず)
に流れる。装置を外すのは弁24を閉とし、筒体19を
再度管に押しつけするとスカート21ンの裾から空気が
流入し容易にはずれる。要すれば筒体に別途放出弁(図
示せず)を設けても良い。
【0017】
【発明の効果】この発明を実施することにより、通電2
極間の距離が短くなり、迷走する電流がなく、磁場の発
生がなく、磁気吹き現象を生ずる機会をなくし、溶接部
の品質を向上させ、しかもHSTigでは溶着量は大と
なり作業の促進に大きく貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は2電源方式のHSTig配線図でる。
【図2】ホツトワイヤにおけるアーク電流Iaとワイヤ
電流Iwのスイツチングする状態を模式に示す図面であ
る。
【図3】HSTigとコールドTIGとの溶着速度(g
r/min)を対比する図面である。
【図4】残留磁気または磁場があるときのアークが吹か
れ流れることを示す図面である。
【図5】磁場のある時の開先における磁気NSを示す図
面である。
【図6】通電端子がイ位置でアークと離れた位置にある
時の迷走電流で生ずる不安定な磁場をアーク部に示す模
式図である。
【図7】600 開先の断面図である。
【図8】下向きアーク溶接の模式図である。
【図9】上向きアーク溶接の模式図である。
【図10】HSTig全姿勢溶接装置の一例を示す図面
である。
【図11】HSTig溶接装置本体の斜視図である。
【図12】HSTig溶接装置の駆動部に接続したグラ
ファイト摺動子の縦断面図である。
【図13】手動TIG溶接の際使用する通電端子として
の、グラファイ端子の縦断面図である。
【図14】駆動部と、ガイドレール、レール、ローラ付
き腕との関連を示す部分断面図である。
【図15】HSTig装置に円滑な変位をさせる平衡機
構の一例を示す図面である。
【図16】ガイドレール3aが側面より展出するレール
15aをもち、HSTig装置を保持する保持部の部分
断面図である。
【符号の説明】
1 駆動部 2 トーチ部 3 ガイドレール 4 ワイヤ送給モータ 5 ワイヤリール 6 フィラワイヤ 7a アーク電源 7b ワイヤ電源 8 トーチ 9 グラファイト摺動子 9a グラファイト摺動子 9b グラファイト摺動子 10 管 11 取付金具 12 絶縁板 13 スプリング 14 腕 15 レール 16 ローラ 17 歯車 18 ワイヤ 19 筒体 20 キャツプ 21 スカート 22 空気通路 23 スプリング 24 弁 25 グラファイト端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安江 登 神奈川県横浜市磯子区磯子1丁目2番10号 バブ日立エンジニアリングサービス株式 会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 HSTig溶接装置において、ワイヤ通
    電端子部材とアーク通電端子部材を、トーチの近傍で前
    記溶接装置に接続し、該トーチとともに変位する通電端
    子部材に構成したことを特徴とする請求項1記載の磁気
    吹き防止型溶接装置。
  2. 【請求項2】 タングステンアーク溶接装置において、
    トーチに対する相対位置を近接保持する着脱容易の通電
    端子部材を設けたことを特徴とする請求項1記載の磁気
    吹き防止型溶接装置。
JP32927694A 1994-12-05 1994-12-05 磁気吹き防止型溶接装置 Pending JPH08155643A (ja)

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JP32927694A JPH08155643A (ja) 1994-12-05 1994-12-05 磁気吹き防止型溶接装置

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JP32927694A JPH08155643A (ja) 1994-12-05 1994-12-05 磁気吹き防止型溶接装置

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JPH08155643A true JPH08155643A (ja) 1996-06-18

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JP (1) JPH08155643A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014124652A (ja) * 2012-12-26 2014-07-07 Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd トンネル式造管溶接方法および装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014124652A (ja) * 2012-12-26 2014-07-07 Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd トンネル式造管溶接方法および装置

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