JPH09277055A - 多電極溶接トーチ及びその制御装置 - Google Patents
多電極溶接トーチ及びその制御装置Info
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- JPH09277055A JPH09277055A JP9432196A JP9432196A JPH09277055A JP H09277055 A JPH09277055 A JP H09277055A JP 9432196 A JP9432196 A JP 9432196A JP 9432196 A JP9432196 A JP 9432196A JP H09277055 A JPH09277055 A JP H09277055A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接欠陥の防止を容易にし、無人化を可能に
する多電極溶接トーチ及びその制御装置を提供する。 【解決手段】 アーク発生用の電極３，４をそれぞれ溶
接母材９に向けて突き出すように設け、これら電極３，
４の近傍に溶接ワイヤ５を溶接母材９上に連続供給する
ためのワイヤガイド６を設けた多電極溶接トーチ。電極
３，４及びワイヤガイド６を互いに平行に配置すると共
に、ワイヤガイド６の先端を斜めに折り曲げ、その先端
曲部１２をそれぞれの電極３，４に振り向けるためのワ
イヤガイド振向手段１６を設けた。ワイヤガイド６から
出てくる溶接ワイヤ５が電極３，４のほぼ直下に入るよ
うに動く。
する多電極溶接トーチ及びその制御装置を提供する。 【解決手段】 アーク発生用の電極３，４をそれぞれ溶
接母材９に向けて突き出すように設け、これら電極３，
４の近傍に溶接ワイヤ５を溶接母材９上に連続供給する
ためのワイヤガイド６を設けた多電極溶接トーチ。電極
３，４及びワイヤガイド６を互いに平行に配置すると共
に、ワイヤガイド６の先端を斜めに折り曲げ、その先端
曲部１２をそれぞれの電極３，４に振り向けるためのワ
イヤガイド振向手段１６を設けた。ワイヤガイド６から
出てくる溶接ワイヤ５が電極３，４のほぼ直下に入るよ
うに動く。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のアーク発生
用の電極を使用する多電極溶接トーチ及びその制御装置
に係り、特に、溶接欠陥の防止を容易にし、無人化を可
能にする多電極溶接トーチ及びその制御装置に関するも
のである。
用の電極を使用する多電極溶接トーチ及びその制御装置
に係り、特に、溶接欠陥の防止を容易にし、無人化を可
能にする多電極溶接トーチ及びその制御装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】ＴＩＧ溶接の溶接ムラ（溶接欠陥）の防
止及び高速化を図るために複数の電極を使用する多電極
溶接の方法が提案されている（特願平６−０４４７３０
号）。これによると、ちょうど円筒を半割りしたような
２つの電極に絶縁体を挟み込み、その絶縁体の軸心に溶
接ワイヤを通して供給するようになっている。溶接ワイ
ヤの溶け込み量を調整するためには溶接ワイヤを増減さ
せればよい。また、幅広の開先に対してはトーチオシレ
ートを行う、即ち電極及び溶接ワイヤを搭載したトーチ
をその進行方向の左右に移動させればよい。また、電流
の大小の要求に合わせて、電極の先端が平坦なもの、尖
ったものを使用することができる。
止及び高速化を図るために複数の電極を使用する多電極
溶接の方法が提案されている（特願平６−０４４７３０
号）。これによると、ちょうど円筒を半割りしたような
２つの電極に絶縁体を挟み込み、その絶縁体の軸心に溶
接ワイヤを通して供給するようになっている。溶接ワイ
ヤの溶け込み量を調整するためには溶接ワイヤを増減さ
せればよい。また、幅広の開先に対してはトーチオシレ
ートを行う、即ち電極及び溶接ワイヤを搭載したトーチ
をその進行方向の左右に移動させればよい。また、電流
の大小の要求に合わせて、電極の先端が平坦なもの、尖
ったものを使用することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来技術にあっては、
手動又は電動により溶接ワイヤを上下させているが、い
ずれの場合も、作業員が調整することにより溶接状況に
適応させるものであり、無人化は困難であった。また、
トーチオシレートを行う場合、開先の両端と中央とでは
アークの形成に若干の差があるため、溶接ワイヤ供給位
置の調整が必要となる。しかし、トーチオシレートと溶
接ワイヤの調整或いは電流制御とを連動させる方法がな
いため、この点でも無人化は困難であった。
手動又は電動により溶接ワイヤを上下させているが、い
ずれの場合も、作業員が調整することにより溶接状況に
適応させるものであり、無人化は困難であった。また、
トーチオシレートを行う場合、開先の両端と中央とでは
アークの形成に若干の差があるため、溶接ワイヤ供給位
置の調整が必要となる。しかし、トーチオシレートと溶
接ワイヤの調整或いは電流制御とを連動させる方法がな
いため、この点でも無人化は困難であった。
【０００４】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、溶接欠陥の防止を容易にし、無人化を可能にする多
電極溶接トーチ及びその制御装置を提供することにあ
る。
し、溶接欠陥の防止を容易にし、無人化を可能にする多
電極溶接トーチ及びその制御装置を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、複数のアーク発生用の電極をそれぞれ溶接
母材に向けて突き出すように設け、これら電極の近傍に
溶接ワイヤを溶接母材上に連続供給するためのワイヤガ
イドを設けた多電極溶接トーチにおいて、上記複数の電
極及びワイヤガイドを互いに平行に配置すると共に、ワ
イヤガイドの先端を斜めに折り曲げ、その先端曲部をそ
れぞれの電極に振り向けるためのワイヤガイド振向手段
を設けたものである。
に本発明は、複数のアーク発生用の電極をそれぞれ溶接
母材に向けて突き出すように設け、これら電極の近傍に
溶接ワイヤを溶接母材上に連続供給するためのワイヤガ
イドを設けた多電極溶接トーチにおいて、上記複数の電
極及びワイヤガイドを互いに平行に配置すると共に、ワ
イヤガイドの先端を斜めに折り曲げ、その先端曲部をそ
れぞれの電極に振り向けるためのワイヤガイド振向手段
を設けたものである。
【０００６】上記ワイヤガイド振向手段は、上記ワイヤ
ガイドをその軸の回りに回転させる回転駆動機構からな
ってもよい。
ガイドをその軸の回りに回転させる回転駆動機構からな
ってもよい。
【０００７】上記ワイヤガイドの先端曲部は、これより
露出する溶接ワイヤの先端が上記電極によるアーク領域
中に伸び出されるように傾斜してもよい。
露出する溶接ワイヤの先端が上記電極によるアーク領域
中に伸び出されるように傾斜してもよい。
【０００８】上記電極は上記ワイヤガイドに対してトー
チ進行方向に位置してもよく、上記電極同士はトーチ進
行方向の左右に位置してもよい。
チ進行方向に位置してもよく、上記電極同士はトーチ進
行方向の左右に位置してもよい。
【０００９】上記電極は、その先端に溶接母材に対して
最も近くなるような鋭角尖端部を有してもよい。
最も近くなるような鋭角尖端部を有してもよい。
【００１０】また、制御装置は、複数のアーク発生用の
電極にそれぞれ電流を印加する複数のアーク用電源と、
溶接ワイヤに電流を印加するワイヤ用電源と、これら電
極及び溶接ワイヤを搭載したトーチをその進行方向の左
右に移動させるトーチオシレート部と、上記溶接ワイヤ
をそれぞれの電極によるアーク領域に振り向けるワイヤ
オシレート部と、これらアーク用電源、ワイヤ用電源、
トーチオシレート部及びワイヤオシレート部を所定の位
相で同期制御する位相同期制御手段とを備えたものであ
る。
電極にそれぞれ電流を印加する複数のアーク用電源と、
溶接ワイヤに電流を印加するワイヤ用電源と、これら電
極及び溶接ワイヤを搭載したトーチをその進行方向の左
右に移動させるトーチオシレート部と、上記溶接ワイヤ
をそれぞれの電極によるアーク領域に振り向けるワイヤ
オシレート部と、これらアーク用電源、ワイヤ用電源、
トーチオシレート部及びワイヤオシレート部を所定の位
相で同期制御する位相同期制御手段とを備えたものであ
る。
【００１１】上記トーチが左端に位置するときに、上記
溶接ワイヤが左側又は右側いずれかの電極によるアーク
領域に振り向き、上記トーチが右端に位置するときに、
上記溶接ワイヤが右側又は左側いずれかの電極によるア
ーク領域に振り向くよう制御してもよい。
溶接ワイヤが左側又は右側いずれかの電極によるアーク
領域に振り向き、上記トーチが右端に位置するときに、
上記溶接ワイヤが右側又は左側いずれかの電極によるア
ーク領域に振り向くよう制御してもよい。
【００１２】上記トーチが左端又は右端に位置するとき
と左右の中間に位置するときとで、アーク電流及びワイ
ヤ電流が大小交番に変化するよう制御してもよい。
と左右の中間に位置するときとで、アーク電流及びワイ
ヤ電流が大小交番に変化するよう制御してもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施形態を添付図
面に基づいて詳述する。
面に基づいて詳述する。
【００１４】多電極溶接トーチは、図１に示されるよう
に、主に、電極を支持するために絶縁体で構成されたト
ーチ本体１と、開先にガスを供給するためにトーチ本体
１の下部に設けられたガスノズル２と、そのガスノズル
２の下部より溶接母材に向けて突出する２つのアーク発
生用の電極３，３と、その電極３，４の近傍に設けられ
溶接ワイヤ５を溶接母材上に連続供給するワイヤガイド
６と、トーチ本体１に取り付けられた回転駆動機構７と
からなる。８は、電極の着脱に用いるトーチキャップ、
９は溶接母材である。
に、主に、電極を支持するために絶縁体で構成されたト
ーチ本体１と、開先にガスを供給するためにトーチ本体
１の下部に設けられたガスノズル２と、そのガスノズル
２の下部より溶接母材に向けて突出する２つのアーク発
生用の電極３，３と、その電極３，４の近傍に設けられ
溶接ワイヤ５を溶接母材上に連続供給するワイヤガイド
６と、トーチ本体１に取り付けられた回転駆動機構７と
からなる。８は、電極の着脱に用いるトーチキャップ、
９は溶接母材である。
【００１５】２つのアーク発生用の電極３，４は互いに
同等のものであるが、ここではＡ電極、Ｂ電極と呼ぶ。
Ａ電極３、Ｂ電極４は、図２（ｂ）に示されるように、
板状に形成したものを互いに向き合わせるか、又は図２
（ｃ）に示されるように、円筒を半割りしたような形状
のものを組み合わせるかして、電極間に絶縁体１０を挟
み込んである。この実施形態では、２つの電極３，４が
溶接母材９に対して垂直な姿勢に置かれ、これら電極同
士はトーチ進行方向の左右に振り分けて互いに対称な位
置を占めている。そして、図２（ａ）に示されるように
電極３，４の先端は平坦ではなく傾斜し、トーチ進行方
向の前方で溶接母材９に最も近く後方で最も遠くなるよ
うな鋭角尖端部１１を形成している。鋭角尖端部１１は
トーチ進行方向の後方に形成してもよい。
同等のものであるが、ここではＡ電極、Ｂ電極と呼ぶ。
Ａ電極３、Ｂ電極４は、図２（ｂ）に示されるように、
板状に形成したものを互いに向き合わせるか、又は図２
（ｃ）に示されるように、円筒を半割りしたような形状
のものを組み合わせるかして、電極間に絶縁体１０を挟
み込んである。この実施形態では、２つの電極３，４が
溶接母材９に対して垂直な姿勢に置かれ、これら電極同
士はトーチ進行方向の左右に振り分けて互いに対称な位
置を占めている。そして、図２（ａ）に示されるように
電極３，４の先端は平坦ではなく傾斜し、トーチ進行方
向の前方で溶接母材９に最も近く後方で最も遠くなるよ
うな鋭角尖端部１１を形成している。鋭角尖端部１１は
トーチ進行方向の後方に形成してもよい。
【００１６】ワイヤガイド６は、図１に示されるよう
に、溶接ワイヤ５を案内するために絶縁体を管状に形成
したものである。ワイヤガイド６は、トーチ本体１を上
部より貫通してガスノズル２の下部に先端を出してい
る。電極３，４及びワイヤガイド６は互いに平行であっ
て、図２（ｂ）に示されるように、電極同士がトーチ進
行方向の左右に位置するのに対し、ワイヤガイド６は両
電極の中間点の後方に位置している。ワイヤガイド６の
先端は斜めに折り曲げられている。この部分を先端曲部
と呼ぶ。先端曲部１２は、鋭角尖端部１１の傾斜にほぼ
沿って傾斜している。このように先端曲部１２が傾斜し
ているのは、先端曲部１２より露出する溶接ワイヤ５の
先端が電極３，４によるアーク領域中に伸び出されるよ
うにしたものであり、ワイヤガイド６と電極３，４とが
互いに平行であっても、先端曲部１２から出てくる溶接
ワイヤ５が電極３，４のほぼ直下に入る。
に、溶接ワイヤ５を案内するために絶縁体を管状に形成
したものである。ワイヤガイド６は、トーチ本体１を上
部より貫通してガスノズル２の下部に先端を出してい
る。電極３，４及びワイヤガイド６は互いに平行であっ
て、図２（ｂ）に示されるように、電極同士がトーチ進
行方向の左右に位置するのに対し、ワイヤガイド６は両
電極の中間点の後方に位置している。ワイヤガイド６の
先端は斜めに折り曲げられている。この部分を先端曲部
と呼ぶ。先端曲部１２は、鋭角尖端部１１の傾斜にほぼ
沿って傾斜している。このように先端曲部１２が傾斜し
ているのは、先端曲部１２より露出する溶接ワイヤ５の
先端が電極３，４によるアーク領域中に伸び出されるよ
うにしたものであり、ワイヤガイド６と電極３，４とが
互いに平行であっても、先端曲部１２から出てくる溶接
ワイヤ５が電極３，４のほぼ直下に入る。
【００１７】回転駆動機構７は、ワイヤガイド６を軸と
しワイヤガイド６と共に回転する歯車１３と、これに噛
合されトーチ本体１に支持される駆動歯車１４と、この
駆動歯車１４に連結されたモータ１５とからなる。この
構成からわかるように、回転駆動機構７はワイヤガイド
６を回転させるものであるが、ワイヤガイド６の先端曲
部１２をＡ電極３乃至Ｂ電極４の方向に振り向けること
を目的として設けられたものであり、ワイヤガイド振向
手段１６の一形態である。
しワイヤガイド６と共に回転する歯車１３と、これに噛
合されトーチ本体１に支持される駆動歯車１４と、この
駆動歯車１４に連結されたモータ１５とからなる。この
構成からわかるように、回転駆動機構７はワイヤガイド
６を回転させるものであるが、ワイヤガイド６の先端曲
部１２をＡ電極３乃至Ｂ電極４の方向に振り向けること
を目的として設けられたものであり、ワイヤガイド振向
手段１６の一形態である。
【００１８】多電極溶接トーチの制御装置は、Ａ電極３
及びＢ電極４にそれぞれ電流を印加するＡ電源１７及び
Ｂ電源１８と、溶接ワイヤ５に電流を印加するワイヤ用
電源１９と、多電極溶接トーチを搭載した台車（図示せ
ず）を開先の長手方向に進行させる進行制御部（図示せ
ず）と、溶接ワイヤの供給速度（供給量）を加減するワ
イヤ供給部（図示せず）と、多電極溶接トーチをその進
行方向の左右に移動させるトーチオシレート部（図示せ
ず）と、溶接ワイヤ５をそれぞれの電極３，４によるア
ーク領域に振り向けるワイヤオシレート部（図示せず）
と、これらアーク用電源１７，１８、ワイヤ用電源１
９、ワイヤ供給部、トーチオシレート部及びワイヤオシ
レート部を所定の位相で同期制御する位相同期制御手段
（図示せず）とからなる。
及びＢ電極４にそれぞれ電流を印加するＡ電源１７及び
Ｂ電源１８と、溶接ワイヤ５に電流を印加するワイヤ用
電源１９と、多電極溶接トーチを搭載した台車（図示せ
ず）を開先の長手方向に進行させる進行制御部（図示せ
ず）と、溶接ワイヤの供給速度（供給量）を加減するワ
イヤ供給部（図示せず）と、多電極溶接トーチをその進
行方向の左右に移動させるトーチオシレート部（図示せ
ず）と、溶接ワイヤ５をそれぞれの電極３，４によるア
ーク領域に振り向けるワイヤオシレート部（図示せず）
と、これらアーク用電源１７，１８、ワイヤ用電源１
９、ワイヤ供給部、トーチオシレート部及びワイヤオシ
レート部を所定の位相で同期制御する位相同期制御手段
（図示せず）とからなる。
【００１９】ワイヤオシレート部は、ワイヤガイド振向
手段１６を制御するものであり、ここでは回転駆動機構
７のモータ１５の回転角を制御することによってワイヤ
ガイド６の先端曲部１２の方向を変えることができる。
手段１６を制御するものであり、ここでは回転駆動機構
７のモータ１５の回転角を制御することによってワイヤ
ガイド６の先端曲部１２の方向を変えることができる。
【００２０】図１の多電極溶接トーチの動作を図２、図
３、図４により説明する。
３、図４により説明する。
【００２１】まず、図２（ａ）において、Ａ電極３又は
Ｂ電極４に電流を印加すると、電極３，４と溶接母材９
との間で放電が起きる。２０はそのアークが存在するア
ーク領域である。このとき電極側のアーク発生点は鋭角
尖端部１１に集中するので、アーク領域は電極３，４の
前方寄りに拡がる。ワイヤガイド６の先端曲部１２より
露出する溶接ワイヤ５の先端が電極３，４の後方からア
ーク領域中に伸び出される。電流印加により予熱された
溶接ワイヤ５はアークの熱により溶け込み、溶融プール
２１が形成される。
Ｂ電極４に電流を印加すると、電極３，４と溶接母材９
との間で放電が起きる。２０はそのアークが存在するア
ーク領域である。このとき電極側のアーク発生点は鋭角
尖端部１１に集中するので、アーク領域は電極３，４の
前方寄りに拡がる。ワイヤガイド６の先端曲部１２より
露出する溶接ワイヤ５の先端が電極３，４の後方からア
ーク領域中に伸び出される。電流印加により予熱された
溶接ワイヤ５はアークの熱により溶け込み、溶融プール
２１が形成される。
【００２２】このように、鋭角尖端部１１を有すること
によりＡ，Ｂ電極３，４が前後に非対称な構造になって
いると共に、溶接ワイヤ５が両電極の前後から直下に入
る構造になっているので、溶接ワイヤ５の先端をアーク
領域中に確実に送り込むことができ、従って、溶融プー
ル２１を確実に形成することができる。
によりＡ，Ｂ電極３，４が前後に非対称な構造になって
いると共に、溶接ワイヤ５が両電極の前後から直下に入
る構造になっているので、溶接ワイヤ５の先端をアーク
領域中に確実に送り込むことができ、従って、溶融プー
ル２１を確実に形成することができる。
【００２３】次に、図３を見ると、この溶接母材９上の
開先３１は断面が逆台形の溝状になっており、平坦な底
部３２と左右両側の傾斜した壁３３，３４とを有してい
る。開先３１の左右両側の壁間はＡ電極３からＢ電極４
までの左右幅よりかなり広くなっている。電極は図の右
がＡ電極３、左がＢ電極４である。この図の場合、電極
は、鋭角尖端部１１が互いに左右に開いた構造のものと
なっている。溶接ワイヤ５はその断面のみ示されてい
る。
開先３１は断面が逆台形の溝状になっており、平坦な底
部３２と左右両側の傾斜した壁３３，３４とを有してい
る。開先３１の左右両側の壁間はＡ電極３からＢ電極４
までの左右幅よりかなり広くなっている。電極は図の右
がＡ電極３、左がＢ電極４である。この図の場合、電極
は、鋭角尖端部１１が互いに左右に開いた構造のものと
なっている。溶接ワイヤ５はその断面のみ示されてい
る。
【００２４】図３のような開先に対して、トーチオシレ
ート部は、図３（ａ）の状態から図３（ｃ）の状態まで
の範囲で多電極溶接トーチを左右移動させる。図３
（ａ）では、Ｂ電極４が開先３１の左端に位置し、反対
に図３（ｃ）ではＡ電極３が右端に位置する。図３
（ｂ）は開先３１の左右の中心にＡ，Ｂ電極３，４の中
心が来た状態を示している。
ート部は、図３（ａ）の状態から図３（ｃ）の状態まで
の範囲で多電極溶接トーチを左右移動させる。図３
（ａ）では、Ｂ電極４が開先３１の左端に位置し、反対
に図３（ｃ）ではＡ電極３が右端に位置する。図３
（ｂ）は開先３１の左右の中心にＡ，Ｂ電極３，４の中
心が来た状態を示している。
【００２５】同時に、ワイヤオシレート部は、モータ１
５の回転角を制御することによりワイヤガイド６を回転
させて先端曲部１２の方向を変え、図３（ａ）の状態か
ら図３（ｃ）の状態までの範囲で溶接ワイヤ５を振る。
図３（ａ）では、溶接ワイヤ５がＢ電極４のほぼ直下に
あり、このとき図３に示されるように、溶接ワイヤ５の
先端がＢ電極４によるアーク領域に入る。図３（ｃ）で
は溶接ワイヤ５がＡ電極３のほぼ直下にあり、このとき
は、溶接ワイヤ５の先端がＡ電極３によるアーク領域に
入る。図３（ｂ）はＡ，Ｂ電極の中心のほぼ直下に溶接
ワイヤ５が来た状態であるから、例えば、Ａ，Ｂ電極
３，４に印加する電流が同じならば、溶接ワイヤ５の先
端がＡ，Ｂ電極３，４それぞれによるアーク領域の重な
る領域に入る。
５の回転角を制御することによりワイヤガイド６を回転
させて先端曲部１２の方向を変え、図３（ａ）の状態か
ら図３（ｃ）の状態までの範囲で溶接ワイヤ５を振る。
図３（ａ）では、溶接ワイヤ５がＢ電極４のほぼ直下に
あり、このとき図３に示されるように、溶接ワイヤ５の
先端がＢ電極４によるアーク領域に入る。図３（ｃ）で
は溶接ワイヤ５がＡ電極３のほぼ直下にあり、このとき
は、溶接ワイヤ５の先端がＡ電極３によるアーク領域に
入る。図３（ｂ）はＡ，Ｂ電極の中心のほぼ直下に溶接
ワイヤ５が来た状態であるから、例えば、Ａ，Ｂ電極
３，４に印加する電流が同じならば、溶接ワイヤ５の先
端がＡ，Ｂ電極３，４それぞれによるアーク領域の重な
る領域に入る。
【００２６】このようにトーチオシレート部とワイヤオ
シレート部とは、多電極溶接トーチが開先３１の左端に
位置するときに、溶接ワイヤ５が左側のＢ電極４による
アーク領域に振り向き、多電極溶接トーチが右端に位置
するときに、溶接ワイヤ５が右側のＡ電極３によるアー
ク領域に振り向くように、左右の位相を一致させて同期
制御される。もちろん、これとは逆に、多電極溶接トー
チが開先３１の左端に位置するときに、溶接ワイヤ５が
右側のＡ電極３によるアーク領域に振り向き、多電極溶
接トーチが右端に位置するときに、溶接ワイヤ５が左側
のＢ電極３によるアーク領域に振り向くように、左右の
位相を反転（位相差＝１８０°）させて同期制御しても
よいし、左右の位相を適宜ずらせて同期制御してもよ
い。
シレート部とは、多電極溶接トーチが開先３１の左端に
位置するときに、溶接ワイヤ５が左側のＢ電極４による
アーク領域に振り向き、多電極溶接トーチが右端に位置
するときに、溶接ワイヤ５が右側のＡ電極３によるアー
ク領域に振り向くように、左右の位相を一致させて同期
制御される。もちろん、これとは逆に、多電極溶接トー
チが開先３１の左端に位置するときに、溶接ワイヤ５が
右側のＡ電極３によるアーク領域に振り向き、多電極溶
接トーチが右端に位置するときに、溶接ワイヤ５が左側
のＢ電極３によるアーク領域に振り向くように、左右の
位相を反転（位相差＝１８０°）させて同期制御しても
よいし、左右の位相を適宜ずらせて同期制御してもよ
い。
【００２７】次に、図４には、電流の印加の様子が示さ
れている。横軸は時間、縦軸は電流の大きさを示し、Ｉ
ＡはＡ電源１７、ＩＢはＢ電源１８、ＩＣはワイヤ用電
源１９の電流を表している。この図には代表的な３つの
電流パターン（ア）（イ）（ウ）が示されている。ま
た、併せてトーチオシレートＴ及びワイヤオシレートＷ
のパターンも示されており、縦軸は上が右への移動、下
が左への移動に対応する。
れている。横軸は時間、縦軸は電流の大きさを示し、Ｉ
ＡはＡ電源１７、ＩＢはＢ電源１８、ＩＣはワイヤ用電
源１９の電流を表している。この図には代表的な３つの
電流パターン（ア）（イ）（ウ）が示されている。ま
た、併せてトーチオシレートＴ及びワイヤオシレートＷ
のパターンも示されており、縦軸は上が右への移動、下
が左への移動に対応する。
【００２８】電流パターン（ア）では、Ａ電源１７、Ｂ
電源１８、ワイヤ用電源１９の電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣ共
に一定周期でパルス状に、かつ位相を一致させて電流を
大小変化させている。ここでは電流の最大をピークＰ、
最小をベースＢと呼ぶ。図示のオシレートパターンとの
組み合わせでは、電流の大小変化の位相とトーチオシレ
ート部及びワイヤオシレート部の左右の位相とが一致し
ている。ただし、電流の大小変化の周期はオシレートの
周期の半分である。従って、多電極溶接トーチが右端に
位置し、溶接ワイヤ５がＡ電極３によるアーク領域に振
り向くとき、及び多電極溶接トーチが左端に位置し、溶
接ワイヤ５がＢ電極４によるアーク領域に振り向くとき
に、全ての電流が大きく、多電極溶接トーチが左右の中
心に位置し、溶接ワイヤ５がＡ，Ｂ電極３，４の中心に
あるときに、全ての電流が小さくなる。
電源１８、ワイヤ用電源１９の電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣ共
に一定周期でパルス状に、かつ位相を一致させて電流を
大小変化させている。ここでは電流の最大をピークＰ、
最小をベースＢと呼ぶ。図示のオシレートパターンとの
組み合わせでは、電流の大小変化の位相とトーチオシレ
ート部及びワイヤオシレート部の左右の位相とが一致し
ている。ただし、電流の大小変化の周期はオシレートの
周期の半分である。従って、多電極溶接トーチが右端に
位置し、溶接ワイヤ５がＡ電極３によるアーク領域に振
り向くとき、及び多電極溶接トーチが左端に位置し、溶
接ワイヤ５がＢ電極４によるアーク領域に振り向くとき
に、全ての電流が大きく、多電極溶接トーチが左右の中
心に位置し、溶接ワイヤ５がＡ，Ｂ電極３，４の中心に
あるときに、全ての電流が小さくなる。
【００２９】電流パターン（イ）では、Ａ電源１７、Ｂ
電源１８、ワイヤ用電源１９の電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣ共
に一定時間間隔でパルス状に電流を大小変化させている
が、電流同士の大小変化の位相はＩＡのみ反転し、ＩＢ
とＩＣとは一致している。図示のオシレートパターンと
の組み合わせでは、電流の大小変化の周期はオシレート
の周期の半分である。Ａ電源の電流Ａの大小変化の位相
とトーチオシレート部の左右の位相とが一致しており、
トーチオシレート部とワイヤオシレート部との左右の位
相は反転している。従って、多電極溶接トーチが右端に
位置し、溶接ワイヤ５がＢ電極４によるアーク領域に振
り向くとき、及び多電極溶接トーチが左端に位置し、溶
接ワイヤ５がＡ電極３によるアーク領域に振り向くとき
に、Ａ電源の電流ＩＡのみが大きく、Ｂ電源及びワイヤ
用電源の電流ＩＢ，ＩＣが小さくなり、多電極溶接トー
チが左右の中間に位置し、溶接ワイヤ５がＡ，Ｂ電極
３，４の中心にあるときに、Ａ電源の電流ＩＡのみが小
さくなり、Ｂ電源及びワイヤ用電源の電流ＩＢ，ＩＣが
大きくなる。
電源１８、ワイヤ用電源１９の電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣ共
に一定時間間隔でパルス状に電流を大小変化させている
が、電流同士の大小変化の位相はＩＡのみ反転し、ＩＢ
とＩＣとは一致している。図示のオシレートパターンと
の組み合わせでは、電流の大小変化の周期はオシレート
の周期の半分である。Ａ電源の電流Ａの大小変化の位相
とトーチオシレート部の左右の位相とが一致しており、
トーチオシレート部とワイヤオシレート部との左右の位
相は反転している。従って、多電極溶接トーチが右端に
位置し、溶接ワイヤ５がＢ電極４によるアーク領域に振
り向くとき、及び多電極溶接トーチが左端に位置し、溶
接ワイヤ５がＡ電極３によるアーク領域に振り向くとき
に、Ａ電源の電流ＩＡのみが大きく、Ｂ電源及びワイヤ
用電源の電流ＩＢ，ＩＣが小さくなり、多電極溶接トー
チが左右の中間に位置し、溶接ワイヤ５がＡ，Ｂ電極
３，４の中心にあるときに、Ａ電源の電流ＩＡのみが小
さくなり、Ｂ電源及びワイヤ用電源の電流ＩＢ，ＩＣが
大きくなる。
【００３０】電流パターン（ウ）では、Ａ電源１７、Ｂ
電源１８、ワイヤ用電源１９の電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣ共
に一定電流であり、かつその電流の大きさはピークＰ及
びベースＢの中間程度である。オシレートパターンは図
示しないが、例えばトーチオシレート部、ワイヤオシレ
ート部が共に左右の中心を維持するパターンでもよい。
電源１８、ワイヤ用電源１９の電流ＩＡ，ＩＢ，ＩＣ共
に一定電流であり、かつその電流の大きさはピークＰ及
びベースＢの中間程度である。オシレートパターンは図
示しないが、例えばトーチオシレート部、ワイヤオシレ
ート部が共に左右の中心を維持するパターンでもよい。
【００３１】以上の電流パターン及びオシレートパター
ンは代表的なものであり、各電流の大小、大小変化の周
期及びパルスデューティ、各オシレートの周期、並びに
各電流の大小変化の位相、各オシレートの左右の位相
は、任意に組み合わせることができる。
ンは代表的なものであり、各電流の大小、大小変化の周
期及びパルスデューティ、各オシレートの周期、並びに
各電流の大小変化の位相、各オシレートの左右の位相
は、任意に組み合わせることができる。
【００３２】組み合わせの代表例を表１に示しておく。
【００３３】
【表１】
【００３４】表１は、図３の各状態と図４の各電流パタ
ーンとの組み合わせの好適例を丸印で示してある。ま
た、経過時とあるのは、トーチオシレート部或いはワイ
ヤオシレート部が左右に移動中に図３（ｂ）の状態を経
過するという意味である。
ーンとの組み合わせの好適例を丸印で示してある。ま
た、経過時とあるのは、トーチオシレート部或いはワイ
ヤオシレート部が左右に移動中に図３（ｂ）の状態を経
過するという意味である。
【００３５】次に、位相同期制御手段が上記のようなパ
ターンで、各アーク用電源、ワイヤ用電源、トーチオシ
レート部及びワイヤオシレート部を所定の位相で同期制
御することによる作用効果を説明する。
ターンで、各アーク用電源、ワイヤ用電源、トーチオシ
レート部及びワイヤオシレート部を所定の位相で同期制
御することによる作用効果を説明する。
【００３６】例えば、図３（ａ）の状態では、Ｂ電極４
が開先２１の左壁に接近し、溶接ワイヤ５がＢ電極４の
ほぼ直下にある。このときＢ電源１８の印加電流ＩＢを
ピークＰとし、Ａ電源１７の印加電流ＩＡをベースＢと
する。溶接ワイヤ５の溶け込みはもっぱらＢ電極４によ
るアーク領域内で生じ、開先２１の左壁寄りに集中的に
溶融プールが形成され、溶接欠陥が防止される。一方、
Ａ電極３は溶融プールの形成にあまり関与しない。
が開先２１の左壁に接近し、溶接ワイヤ５がＢ電極４の
ほぼ直下にある。このときＢ電源１８の印加電流ＩＢを
ピークＰとし、Ａ電源１７の印加電流ＩＡをベースＢと
する。溶接ワイヤ５の溶け込みはもっぱらＢ電極４によ
るアーク領域内で生じ、開先２１の左壁寄りに集中的に
溶融プールが形成され、溶接欠陥が防止される。一方、
Ａ電極３は溶融プールの形成にあまり関与しない。
【００３７】図３（ａ）の状態から図３（ｃ）の状態に
転じたとき、Ｂ電源１８の印加電流ＩＢをベースＢと
し、Ａ電源１７の印加電流ＩＡをピークＰとすれば、左
右対称の動作となり、開先２１の右壁寄りに集中的に溶
融プールが形成されることになる。
転じたとき、Ｂ電源１８の印加電流ＩＢをベースＢと
し、Ａ電源１７の印加電流ＩＡをピークＰとすれば、左
右対称の動作となり、開先２１の右壁寄りに集中的に溶
融プールが形成されることになる。
【００３８】また、図３（ｂ）の状態において、Ａ電源
１７、Ｂ電源１８、ワイヤ用電源１９の電流ＩＡ，Ｉ
Ｂ，ＩＣ共にピークＰ及びベースＢの中間程度の印加電
流としたとき、Ａ，Ｂ電極３，４による重複したアーク
領域内で溶接ワイヤ５が溶け込むが、各電流があまり大
きくないので、開先２１の左右での溶け込みに対して過
大になることなく、溶接欠陥が防止される。
１７、Ｂ電源１８、ワイヤ用電源１９の電流ＩＡ，Ｉ
Ｂ，ＩＣ共にピークＰ及びベースＢの中間程度の印加電
流としたとき、Ａ，Ｂ電極３，４による重複したアーク
領域内で溶接ワイヤ５が溶け込むが、各電流があまり大
きくないので、開先２１の左右での溶け込みに対して過
大になることなく、溶接欠陥が防止される。
【００３９】このように電流パターン及びオシレートパ
ターンを組み合わせることにより、溶け込みの量や偏り
を調整することができる。また、上記実施形態には示さ
なかったが、多電極溶接トーチの進行速度やワイヤ供給
量を併せて制御するようにしてもよい。
ターンを組み合わせることにより、溶け込みの量や偏り
を調整することができる。また、上記実施形態には示さ
なかったが、多電極溶接トーチの進行速度やワイヤ供給
量を併せて制御するようにしてもよい。
【００４０】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
る。
【００４１】（１）ワイヤガイドの先端を斜めに折り曲
げ、その先端曲部をそれぞれの電極に振り向けるように
したので、溶接ワイヤの供給調整が容易かつ自在とな
り、しかも、このワイヤオシレートに組み合わせて、ア
ーク電流、予熱電流、トーチオシレートを同期制御する
ことにより、開先の任意の位置での溶け込みを任意に調
整できる。従って、無人化、溶接欠陥の防止は勿論、ビ
ード形状の制御も可能となる。
げ、その先端曲部をそれぞれの電極に振り向けるように
したので、溶接ワイヤの供給調整が容易かつ自在とな
り、しかも、このワイヤオシレートに組み合わせて、ア
ーク電流、予熱電流、トーチオシレートを同期制御する
ことにより、開先の任意の位置での溶け込みを任意に調
整できる。従って、無人化、溶接欠陥の防止は勿論、ビ
ード形状の制御も可能となる。
【図１】本発明の一実施形態を示す多電極溶接トーチ及
びその制御装置の構成図である。
びその制御装置の構成図である。
【図２】本発明の多電極溶接トーチの要部側面図及び底
面図である。
面図である。
【図３】本発明のトーチ進行方向から見た開先の断面図
である。
である。
【図４】本発明の多電極溶接トーチの制御装置の制御パ
ターンの図である。
ターンの図である。
３ Ａ電極 ４ Ｂ電極 ５ 溶接ワイヤ ６ ワイヤガイド ７ 回転駆動機構 ９ 溶接母材 １１ 鋭角尖端部 １２ 先端曲部 １６ ワイヤガイド振向手段 １７ Ａ電源 １８ Ｂ電源 １９ ワイヤ用電源
Claims (8)
- 【請求項１】 複数のアーク発生用の電極をそれぞれ溶
接母材に向けて突き出すように設け、これら電極の近傍
に溶接ワイヤを溶接母材上に連続供給するためのワイヤ
ガイドを設けた多電極溶接トーチにおいて、上記複数の
電極及びワイヤガイドを互いに平行に配置すると共に、
ワイヤガイドの先端を斜めに折り曲げ、その先端曲部を
それぞれの電極に振り向けるためのワイヤガイド振向手
段を設けたことを特徴とする多電極溶接トーチ。 - 【請求項２】 上記ワイヤガイド振向手段は、上記ワイ
ヤガイドをその軸の回りに回転させる回転駆動機構から
なることを特徴とする請求項１記載の多電極溶接トー
チ。 - 【請求項３】 上記ワイヤガイドの先端曲部は、これよ
り露出する溶接ワイヤの先端が上記電極によるアーク領
域中に伸び出されるように傾斜していることを特徴とす
る請求項１又は２記載の多電極溶接トーチ。 - 【請求項４】 上記電極は上記ワイヤガイドに対してト
ーチ進行方向に位置し、上記電極同士はトーチ進行方向
の左右に位置することを特徴とする請求項１〜３いずれ
か記載の多電極溶接トーチ。 - 【請求項５】 上記電極は、その先端に溶接母材に対し
て最も近くなるような鋭角尖端部を有することを特徴と
する請求項１〜４いずれか記載の多電極溶接トーチ。 - 【請求項６】 複数のアーク発生用の電極にそれぞれ電
流を印加する複数のアーク用電源と、溶接ワイヤに電流
を印加するワイヤ用電源と、これら電極及び溶接ワイヤ
を搭載したトーチをその進行方向の左右に移動させるト
ーチオシレート部と、上記溶接ワイヤをそれぞれの電極
によるアーク領域に振り向けるワイヤオシレート部と、
これらアーク用電源、ワイヤ用電源、トーチオシレート
部及びワイヤオシレート部を所定の位相で同期制御する
位相同期制御手段とを備えたことを特徴とする多電極溶
接トーチの制御装置。 - 【請求項７】 上記トーチが左端に位置するときに、上
記溶接ワイヤが左側又は右側いずれかの電極によるアー
ク領域に振り向き、上記トーチが右端に位置するとき
に、上記溶接ワイヤが右側又は左側いずれかの電極によ
るアーク領域に振り向くよう制御することを特徴とする
請求項６記載の多電極溶接トーチの制御装置。 - 【請求項８】 上記トーチが左端又は右端に位置すると
きと左右の中間に位置するときとで、アーク電流及びワ
イヤ電流が大小交番に変化するよう制御することを特徴
とする請求項６又は７記載の多電極溶接トーチの制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09432196A JP3629805B2 (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 多電極溶接トーチ及びその制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09432196A JP3629805B2 (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 多電極溶接トーチ及びその制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09277055A true JPH09277055A (ja) | 1997-10-28 |
| JP3629805B2 JP3629805B2 (ja) | 2005-03-16 |
Family
ID=14107027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09432196A Expired - Lifetime JP3629805B2 (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 多電極溶接トーチ及びその制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3629805B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004114262A (ja) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Daihen Corp | 産業用ロボットのツール交換機構 |
-
1996
- 1996-04-16 JP JP09432196A patent/JP3629805B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004114262A (ja) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Daihen Corp | 産業用ロボットのツール交換機構 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3629805B2 (ja) | 2005-03-16 |
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