JPH11123554A - Method and device for tig welding - Google Patents

Method and device for tig welding

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Publication number
JPH11123554A
JPH11123554A JP29000597A JP29000597A JPH11123554A JP H11123554 A JPH11123554 A JP H11123554A JP 29000597 A JP29000597 A JP 29000597A JP 29000597 A JP29000597 A JP 29000597A JP H11123554 A JPH11123554 A JP H11123554A
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JP
Japan
Prior art keywords
arc
base
filler wire
consumable electrode
welding
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP29000597A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Kodama
真二 児玉
Yasutomo Ichiyama
靖友 一山
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH11123554A publication Critical patent/JPH11123554A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent damage of a non-consumable electrode and to start an arc smoothly by using an arc generated between a filler wire and a parent metal as a pilot arc and moving the pilot arc to a part between the parent metal and the non-consumable electrode which is applied with no-load voltage in advance. SOLUTION: A non-consumable electrode 1 and a parent metal 2 are fixed with a space L of 2 to 5 mm. A part between the non-consumable electrode 1 and the parent metal 2 is applied with a no-load voltage of a power source 5 for welding. A filler wire 3 and the parent metal 2 are brought into contact with each other and a short-circuit current of 20 to 100 A are applied by using an auxiliary power supply 7 for filler wire energization. After the short-circuit current is detected with a filler wire energization detector 8, the filler wire 3 is separated from the parent metal 2 by inverting a wire feeder 4 and a pilot arc is generated. The pilot arc is moved to between the non-consumable electrode 1 and the parent metal 2 and an arc current is sent. After the arc current is detected with an arc start current detector 6, energization between the filler wire 3 and the parent metal 2 is stopped.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金属材料の構造物
におけるTIG溶接方法およびTIG溶接装置に関す
る。本発明は、特に自動TIG溶接において有効に利用
される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a TIG welding method and a TIG welding apparatus for a metal material structure. The present invention is effectively used particularly in automatic TIG welding.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のTIG溶接装置のアークスタート
方法は、例えば特開昭59−101276号公報に開示
されている高周波電圧による放電を利用してアークスタ
ートを行う方法や特開昭58−90376号公報に開示
されている非消耗電極を母材に接触させて短絡電流を流
した後、非消耗電極を母材から引き離すことによってア
ークスタートを行うタッチスタート法と呼ばれる方法が
ある。
2. Description of the Related Art A conventional arc start method for a TIG welding apparatus is disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 59-101276. There is a method called a touch start method in which a non-consumable electrode is brought into contact with a base material to cause a short-circuit current to flow, and then the arc start is performed by separating the non-consumable electrode from the base material.

【0003】一方、特開昭58−38674号公報に開
示されているホットワイヤTIG溶接機は、フィラーワ
イヤを通電し、その抵抗発熱でフィラーワイヤの温度を
上げることによってフィラーワイヤの溶着効率を高める
ている。しかしながら、この方法は溶着効率を高めるた
めにフィラーワイヤへの通電を行っており、アークスタ
ートを目的としているものではない。
On the other hand, in a hot wire TIG welding machine disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-38674, the filler wire is energized, and the temperature of the filler wire is raised by the resistance heat generation to increase the welding efficiency of the filler wire. ing. However, this method energizes the filler wire in order to increase the welding efficiency, and is not intended for arc start.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、TIG溶接
装置のアークスタートを良好に行うことを目的とする。
高周波電圧を利用した方法は、高周波電源を利用するこ
とから電磁ノイズが発生し、周辺の電子機器に悪影響を
及ぼすおそれがある。特に、自動溶接装置では誤動作の
原因となる。また、非消耗電極を母材に接触させる方法
は、非消耗電極の接触及び引き離しのタイミングが非常
に難しく、さらに、非消耗電極が母材に溶着するなど非
消耗電極が損傷しやすいという問題があり、効率が非常
に悪かった。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the arc start of a TIG welding apparatus.
The method using a high-frequency voltage generates electromagnetic noise due to the use of a high-frequency power supply, which may adversely affect peripheral electronic devices. In particular, the automatic welding apparatus causes a malfunction. In addition, the method of bringing the non-consumable electrode into contact with the base material has a problem in that the timing of contact and separation of the non-consumable electrode is extremely difficult, and furthermore, the non-consumable electrode is easily damaged by welding to the base material. Yes, very inefficient.

【0005】本発明は、TIG溶接において、高周波電
源を必要とせず、タッチスタート法のように非消耗電極
損傷やアークが発生しにくいといった問題を生ぜずにア
ークスタートできるTIG溶接方法および装置を提供す
ることを目的とする。
The present invention provides a TIG welding method and apparatus that does not require a high-frequency power supply in TIG welding and can start an arc without causing problems such as non-consumable electrode damage and arc generation unlike the touch start method. The purpose is to do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】発明者らは、フィラーワ
イヤと母材の間に、タッチスタート法と同様の方法によ
りアークが発生できることに着眼し、このフィラーワイ
ヤと母材の間に発生したアークをパイロットアーク(溶
接アークを発生するためのアーク)として利用し、あら
かじめ無負荷電圧をかけた、非消耗電極と母材の間にパ
イロットアークを移行させることにより円滑なアークス
タート可能なことを見いだして、本発明に至ったもの
で、その要旨は次の通りである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have focused on the fact that an arc can be generated between a filler wire and a base material by a method similar to the touch start method. By using the arc as a pilot arc (arc for generating a welding arc) and applying a no-load voltage in advance, by transferring the pilot arc between the non-consumable electrode and the base material, a smooth arc start is possible. The inventors have found the present invention, and the gist thereof is as follows.

【0007】(1)フィラーワイヤーと母材の間にパイ
ロットアークを発生させ、あらかじめ無負荷電圧をかけ
た非消耗電極と母材の間に、前記パイロットアークを移
行させることにより溶接アークを発生させることを特徴
とするTIG溶接方法。 (2)非消耗電極と母材の間の距離を5mm以下とする
ことを特徴とする前記(1)に記載のTIG溶接方法。
(1) A pilot arc is generated between a filler wire and a base material, and a welding arc is generated by transferring the pilot arc between a non-consumable electrode and a base material to which a no-load voltage is applied in advance. A TIG welding method, characterized in that: (2) The TIG welding method according to (1), wherein the distance between the non-consumable electrode and the base material is 5 mm or less.

【0008】(3)フィラーワイヤと母材を接触させて
20A以上の短絡電流を流した後、フィラーワイヤを母
材から引き離すことにより前記パイロットアークを発生
させることを特徴とする前記(1)および(2)に記載
のTIG溶接方法。 (4)フィラーワイヤを母材に対して前進および後退さ
せる手段、フィラーワイヤと母材との間にパイロットア
ーク発生用電圧を印加する補助電源、上記前進によりフ
ィラーワイヤと母材とが短絡した際の短絡電流を検出す
る手段、および非消耗電極と母材との間のアーク電流を
検出する手段、を備え、フィラーワイヤーと母材の間に
パイロットアークを発生させ、あらかじめ無負荷電圧を
かけた非消耗電極と母材の間に、前記パイロットアーク
を移行させることにより溶接アークを発生させることを
特徴とするTIG溶接装置。
(3) The pilot arc is generated by bringing the filler wire into contact with the base material and causing a short circuit current of 20 A or more to flow, and then separating the filler wire from the base material. The TIG welding method according to (2). (4) Means for moving the filler wire forward and backward with respect to the base material, an auxiliary power supply for applying a voltage for generating a pilot arc between the filler wire and the base material, and when the filler wire and the base material are short-circuited due to the advance. A short-circuit current detecting means, and a means for detecting an arc current between the non-consumable electrode and the base material, a pilot arc is generated between the filler wire and the base material, and a no-load voltage is applied in advance. A TIG welding apparatus wherein a welding arc is generated by transferring the pilot arc between a non-consumable electrode and a base material.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳しく説明する。
図3に、従来のアークスタートを行うTIG溶接装置を
模式的に示す。溶接用電源5からの溶接電流により非消
耗電極1と母材2との間に形成された溶接アーク(図示
せず)内へ、ワイヤ送給機4によりフィラーワイヤ3を
供給してTIG溶接を行う。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
FIG. 3 schematically shows a conventional TIG welding apparatus for performing arc start. The filler wire 3 is supplied by the wire feeder 4 into the welding arc (not shown) formed between the non-consumable electrode 1 and the base material 2 by the welding current from the welding power source 5 to perform TIG welding. Do.

【0010】従来は溶接電源5に高周波発生可能なもの
を使用し、高周波によりアークを発生させるか、タッチ
スタートと呼ばれるアークスタート方法により、非消耗
電極1と母材2を接触させ、溶接電源5を用いて短絡電
流を流した状態から非消耗電極を母材と引き離すことに
よって放電アークを発生させ、この放電アークをパイロ
ットアークとしてアークスタートを行っていた。
Conventionally, a welding power source 5 capable of generating a high frequency is used. An arc is generated by a high frequency, or the non-consumable electrode 1 and the base material 2 are brought into contact by an arc start method called touch start. The discharge arc was generated by separating the non-consumable electrode from the base material from the state where the short-circuit current was passed by using the method, and the arc start was performed using the discharge arc as a pilot arc.

【0011】本発明では、非消耗電極1ではなくフィラ
ーワイヤ3を母材2と接触させ、短絡電流を流した状態
からフィラーワイヤを母材から引き離してパイロットア
ークを発生させる。このパイロットアークが、あらかじ
め無負荷(開放)電圧を印加した非消耗電極1と母材2
の間に十分近接しておれば、非消耗電極1−母材2間に
アークが移行可能であり。フィラーワイヤ3−母材2間
で発生させたパイロットアークが、非消耗電極1−母材
2間に移行することによって溶接アークがスタートす
る。
In the present invention, the filler wire 3 is brought into contact with the base material 2 instead of the non-consumable electrode 1, and the filler wire is separated from the base material in a state where a short-circuit current is flowing, thereby generating a pilot arc. The non-consumable electrode 1 and the base material 2 to which a no-load (open) voltage has been applied in advance
If it is close enough, the arc can be transferred between the non-consumable electrode 1 and the base material 2. The welding arc starts when the pilot arc generated between the filler wire 3 and the base material 2 transfers between the non-consumable electrode 1 and the base material 2.

【0012】図1に、本発明のアークスタート方法を行
うTIG溶接装置を模式的に示す。図3の従来装置と同
じく、溶接用電源5からの溶接電流により非消耗電極1
と母材2との間に形成された溶接アーク(図示せず)内
へ、ワイヤ送給機4によりフィラーワイヤ3を供給して
TIG溶接を行う。ただし、本発明のTIG溶接装置は
下記の点に特徴がある。
FIG. 1 schematically shows a TIG welding apparatus for performing the arc start method of the present invention. 3, the non-consumable electrode 1 is supplied by a welding current from a welding power source 5.
The filler wire 3 is supplied by a wire feeder 4 into a welding arc (not shown) formed between the metal and the base material 2 to perform TIG welding. However, the TIG welding apparatus of the present invention has the following features.

【0013】すなわち、フィラーワイヤ3はワイヤ送給
装置4によって送給及び巻き戻し(母材2に対して前進
および後退)が可能であり、フィラーワイヤ3と母材2
との間にパイロットアークを発生させるための補助電源
7が接続されている。非消耗電極には溶接用の電源5が
接続されている。また、フィラワイヤーへの通電を検出
する通電検出装置8及び、アークスタート時の通電を検
出するアーク電流検出装置6を備えている。
That is, the filler wire 3 can be fed and rewound (advanced and retracted with respect to the base material 2) by the wire feeder 4, and the filler wire 3 and the base material 2
Is connected to an auxiliary power supply 7 for generating a pilot arc. A power supply 5 for welding is connected to the non-consumable electrode. In addition, there are provided an energization detection device 8 for detecting energization to the filler wire and an arc current detection device 6 for detecting energization at the time of arc start.

【0014】以下に本発明のアークスタート手順を説明
する。 1)非消耗電極1と母材2の間にに所定の間隔Lをあけ
て固定する。 2)非消耗電極1と母材2の間に溶接電源5の無負荷電
圧Vをかける。無負荷電圧Vは溶接電源5によって決ま
る固有の値であり、70V〜130V程度である。
Hereinafter, the arc start procedure of the present invention will be described. 1) A fixed space L is fixed between the non-consumable electrode 1 and the base material 2. 2) Apply no-load voltage V of welding power source 5 between non-consumable electrode 1 and base material 2. The no-load voltage V is a unique value determined by the welding power source 5, and is about 70V to 130V.

【0015】3)フィラーワイヤ3と母材2を接触さ
せ、補助電源7を用いて短絡電流Aを流す。 4)通電検出装置8にて短絡電流を検出した後、ワイヤ
送給装置4を逆転させてフィラーワイヤ3を母材2から
引き離す。このときフィラーワイヤーと母材の間にパイ
ロットアークが発生する。
3) The filler wire 3 is brought into contact with the base material 2, and a short-circuit current A is caused to flow using the auxiliary power supply 7. 4) After the short-circuit current is detected by the conduction detecting device 8, the wire feeding device 4 is reversed to separate the filler wire 3 from the base material 2. At this time, a pilot arc is generated between the filler wire and the base material.

【0016】5)パイロットアークが非消耗電極と母材
の間に移行しアーク電流が流れる。 6)アークスタート検出装置8にてアーク電流を検出し
た後、フィラーワイヤーと母材間の通電を停止させる。
シーケンサやパーソナルコンピュータによってこの手順
を踏むことによって、アークスタートが可能となるが、
安定してアークスタートを行うためにはフィラーワイヤ
3への短絡電流A及び非消耗電極と母材間の距離Lに制
限を与える必要がある。
5) The pilot arc moves between the non-consumable electrode and the base material, and an arc current flows. 6) After the arc current is detected by the arc start detecting device 8, the energization between the filler wire and the base material is stopped.
By performing this procedure using a sequencer or personal computer, arc start is possible,
In order to start the arc stably, it is necessary to limit the short-circuit current A to the filler wire 3 and the distance L between the non-consumable electrode and the base material.

【0017】図2に安定したアークスタートを行うため
のフィラーワイヤへの通電電流と非消耗電極と母材間の
距離の関係を示す。非消耗電極と母材の間にかかる無負
荷電圧は70Vである。フィラーワイヤーの通電電流が
20A未満ではアークが発生せず、また非消耗電極と母
材の距離が5mm超でもアークが発生しにくくなる。そ
こで、フィラーワイヤーへの通電電流の下限を20Aと
した。通電電流の上限は基本的に制限はないが実用性を
考慮して100Aとした。また、非消耗電極と母材の間
の距離も実用性を考慮して下限を2mmとし、2〜5m
mとすることが好ましい。
FIG. 2 shows the relationship between the current flowing through the filler wire and the distance between the non-consumable electrode and the base material for performing a stable arc start. The no-load voltage applied between the non-consumable electrode and the base material is 70V. When the current flowing through the filler wire is less than 20 A, no arc is generated, and even when the distance between the non-consumable electrode and the base material exceeds 5 mm, the arc is hardly generated. Therefore, the lower limit of the current flowing through the filler wire is set to 20A. The upper limit of the conduction current is basically not limited, but is set to 100 A in consideration of practicality. The lower limit of the distance between the non-consumable electrode and the base material is set to 2 mm in consideration of practicality, and 2 to 5 m.
m is preferable.

【0018】[0018]

【実施例】溶接台車の移動及びトーチ高さの制御を自動
で行う自動TIG溶接装置を用いて本発明のアークスタ
ート方法と従来法である高周波電圧を用いた方法及びタ
ッチスタート法を比較した。溶接用の電源には市販のT
IG溶接用定電流電源(無負荷電圧70V)をフィラー
ワイヤ用の電源には最大電流30Aの定電流電源を使用
した。非消耗電極には直径3.2mmのトリア入りタン
グステン電極、また母材には一般の軟鋼を使用した。
EXAMPLE An arc start method according to the present invention was compared with a conventional method using a high frequency voltage and a touch start method using an automatic TIG welding apparatus for automatically controlling the movement of a welding carriage and the height of a torch. Commercially available T power source for welding
A constant current power supply having a maximum current of 30 A was used as the IG welding constant current power supply (no-load voltage 70 V) and the filler wire power supply. A non-consumable electrode was a tungsten electrode containing thoria having a diameter of 3.2 mm, and a general mild steel was used as a base material.

【0019】表1に高周波電圧を用いたアークスタート
の結果、タッチスタートの結果及び、本発明のアークス
タート方法の結果を示す。高周波電圧を用いた方法で
は、ほとんどの場合高周波発生時の電磁ノイズのため溶
接台車制御用のコントローラが停止した。また、アーク
長5mmの場合はアークスタートに失敗することもあっ
た。
Table 1 shows the results of the arc start using the high-frequency voltage, the results of the touch start, and the results of the arc start method of the present invention. In the method using the high frequency voltage, the controller for controlling the welding bogie was stopped in most cases due to electromagnetic noise at the time of high frequency generation. In the case of an arc length of 5 mm, the arc start sometimes failed.

【0020】タッチスタート法では、台車制御用のコン
トローラが停止することはなかったが、非消耗電極が母
材に溶着することがあり、アークスタートに失敗した。
また、非消耗電極の交換のため非常な手間を要した。一
方、本発明のアークスタート法では、台車制御用のコン
トローラが停止することなくアークスタートが可能であ
った。
In the touch start method, the controller for controlling the bogie did not stop, but the non-consumable electrode sometimes welded to the base material, and the arc start failed.
Also, replacement of the non-consumable electrode required a great deal of trouble. On the other hand, according to the arc start method of the present invention, the arc start can be performed without stopping the bogie control controller.

【0021】さらに、フィラーワイヤへの短絡電流Aお
よび非消耗電極と母材間の距離Lを様々な値に変更し
て、本発明のアークスタートを行い。5回のうち何回ア
ークスタートに成功するかで成功率を比較した。その結
果、表2に示すように、短絡電流Aを20A以上にし、
さらに、非消耗電極と母材間の距離Lを5mm以下にし
た実施例においては成功率が100%で、失敗なくア
ークスタートでき、常に安定したアークスタートが可能
であった。
Further, the arc start of the present invention was performed by changing the short-circuit current A to the filler wire and the distance L between the non-consumable electrode and the base material to various values. The success rate was compared depending on how many times the arc start was successful among the five times. As a result, as shown in Table 2, the short-circuit current A was set to 20 A or more,
Furthermore, in the example in which the distance L between the non-consumable electrode and the base material was 5 mm or less, the success rate was 100%, the arc could be started without failure, and the stable arc start was always possible.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】[0023]

【表2】 [Table 2]

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
ークスタート時に高周波電圧を使用しないため周辺の制
御機器の誤動作を招くことなく、また非消耗電極と母材
とを接触させる必要がないため非消耗電極の損傷を防ぐ
ことが可能である。このため、安定したアークスタート
が可能となり、溶接品質の向上や作業能率の向上につな
がる。
As described above, according to the present invention, no high-frequency voltage is used at the time of arc start, so that malfunction of peripheral control devices does not occur, and there is no need to bring non-consumable electrodes into contact with the base material. Therefore, damage to the non-consumable electrode can be prevented. For this reason, a stable arc start becomes possible, which leads to an improvement in welding quality and an improvement in work efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は本発明によりアークスタートを行うTI
G溶接装置の模式図である。
FIG. 1 shows a TI performing an arc start according to the present invention.
It is a schematic diagram of a G welding device.

【図2】図2は、本発明によりアークスタートを安定し
て行うための非消耗電極と母材間の距離と、フィラーワ
イヤに流す短絡電流との関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a distance between a non-consumable electrode and a base material for stably performing an arc start according to the present invention, and a short-circuit current flowing through a filler wire.

【図3】図3は従来のアークスタートを行うTIG溶接
装置の模式図である。
FIG. 3 is a schematic view of a conventional TIG welding apparatus for performing an arc start.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…非消耗電極 2…母材 3…フィラーワイヤ 4…ワイヤ送給機 5…溶接用電源 6…アークスタート電流検出器 7…フィラーワイヤ通電用補助電源 8…フィラーワイヤ通電検出器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Non-consumable electrode 2 ... Base material 3 ... Filler wire 4 ... Wire feeder 5 ... Power supply for welding 6 ... Arc start current detector 7 ... Auxiliary power supply for filler wire conduction 8 ... Filler wire conduction detector

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フィラーワイヤーと母材の間にパイロッ
トアークを発生させ、あらかじめ無負荷電圧をかけた非
消耗電極と母材の間に、前記パイロットアークを移行さ
せることにより溶接アークを発生させることを特徴とす
るTIG溶接方法。
1. A welding arc is generated by generating a pilot arc between a filler wire and a base material and transferring the pilot arc between a non-consumable electrode and a base material to which a no-load voltage is applied in advance. TIG welding method characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 非消耗電極と母材の間の距離を5mm以
下とすることを特徴とする請求項1に記載のTIG溶接
方法。
2. The TIG welding method according to claim 1, wherein the distance between the non-consumable electrode and the base material is 5 mm or less.
【請求項3】 フィラーワイヤと母材を接触させて20
A以上の短絡電流を流した後、フィラーワイヤを母材か
ら引き離すことにより前記パイロットアークを発生させ
ることを特徴とする請求項1または2に記載のTIG溶
接方法。
3. The method according to claim 1, wherein the filler wire and the base material are brought into contact with each other.
3. The TIG welding method according to claim 1, wherein the pilot arc is generated by separating a filler wire from a base material after a short circuit current of A or more is passed. 4.
【請求項4】 フィラーワイヤを母材に対して前進およ
び後退させる手段、フィラーワイヤと母材との間にパイ
ロットアーク発生用電圧を印加する補助電源、 上記前進によりフィラーワイヤと母材とが短絡した際の
短絡電流を検出する手段、および非消耗電極と母材との
間のアーク電流を検出する手段、を備え、フィラーワイ
ヤーと母材の間にパイロットアークを発生させ、あらか
じめ無負荷電圧をかけた非消耗電極と母材の間に、前記
パイロットアークを移行させることにより溶接アークを
発生させることを特徴とするTIG溶接装置。
4. A means for advancing and retracting a filler wire with respect to a base material, an auxiliary power supply for applying a voltage for generating a pilot arc between the filler wire and the base material, and a short circuit between the filler wire and the base material due to the advance. Means for detecting a short-circuit current at the time of performing, and means for detecting an arc current between the non-consumable electrode and the base material, and a pilot arc is generated between the filler wire and the base material, and a no-load voltage is previously set. A TIG welding apparatus, wherein a welding arc is generated by transferring the pilot arc between the applied non-consumable electrode and the base material.
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