JPH11239878A

JPH11239878A - Ｔｉｇ溶接装置

Info

Publication number: JPH11239878A
Application number: JP4370498A
Authority: JP
Inventors: Katsuyoshi Hori; 勝義堀; Nobuo Nakazawa; 信雄中澤; Toshiaki Takuwa; 俊明田桑; Toshiji Nagashima; 利治永島
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1998-02-25
Filing date: 1998-02-25
Publication date: 1999-09-07
Anticipated expiration: 2018-02-25
Also published as: JP3749784B2

Abstract

(57)【要約】【課題】溶接線に対して略直角方向に高い周波数でタ
ングステン電極が揺動する小型軽量で、安価なＴＩＧ溶
接用ヘッドを提供すること。【解決手段】タングステン電極３５を先端に取り付け
たトーチ３０，３１，３３の一部を支点としてタングス
テン電極を揺動させて溶接するＴＩＧ溶接装置であっ
て、トーチを電磁アクチュエータに結合するとともにバ
ネ３８でトーチを拘束し、１０Ｈｚ以上の周波数の共振
または共振に近い状態で、溶接線に対して略直角方向に
タングステン電極を揺動させること。また、タングステ
ン電極の揺動できる加振状態で、トーチの揺動振幅を片
側から機械的に制限３９することにより揺動振幅を調整
すること。また、揺動するトーチの揺動中心位置を検出
するセンサを設け、センサから得られた揺動周期に基づ
いてトーチの揺動位相を求め、トーチの揺動位相と関連
付けてアーク電流を制御すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばホットワイ
ヤＴＩＧアーク溶接装置などのＴＩＧアーク溶接装置に
係わり、特に多関節ロボットに搭載し隅肉溶接やあまり
厚くない板部材の突き合わせ溶接するに適したＴＩＧア
ーク溶接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】隅肉溶接またはあまり板厚が大きくない
板部材の突き合わせ溶接を高能率にＴＩＧ溶接する場
合、通常のＴＩＧトーチでアークを発生し、横から添加
ワイヤに通常加熱しながら溶着金属を高能率に形成す
る、ホットワイヤＴＩＧ溶接がしばしば用いられる。し
かし、ホットワイヤ法にするとワイヤ電流を高めること
によって溶着速度は半ば無制限に高められるが、高溶接
速度で溶接するにはアークで母材を高速に溶融していく
ことが必要になる。

【０００３】母材溶融能力を高めるためにはアーク電流
を高くすることが必要になるが、単にアーク電流を高く
して溶接速度を増すと、アーク力が強くなるので図５に
示すように母材１を局所的に深く掘り込み、その後を溶
融金属で埋めることができず、ビード２の下に長い連続
した空洞３を形成する、いわゆるトンネルビードになり
やすくなる。このトンネルビードの防止対策としては、
タングステン電極を溶接進行方向に対して直角方向に高
速に揺動することが有効であることが知られている。

【０００４】その具体的な装置としては、例えば、図６
に示す本出願人による特開平７−２７６０５０号公報の
揺動式ＴＩＧ溶接装置がある。タングステン電極４をト
ーチ５の軸に対して傾け、トーチ５を捻転しながら溶接
することにより狭開先溶接での開先両隅部の溶け込みを
安定させようとするもので、駆動モータ６にトーチ５を
直結することにより、従来１〜２Ｈｚどまりであった揺
動周波数を１０Ｈｚ〜３０Ｈｚに揺動できるようにして
いる。

【０００５】一方、図７に示すような、トーチ軸芯７だ
けが図示されている真っ直ぐなトーチ先端にタングステ
ン電極８を取り付け、トーチをすりこ木状に回転して、
アーク９を高速に回転する方法も知られている（ＮＫＫ
技報、Ｎｏ．１５２ｐｐ７０−７５，１９９５）。図
７にて、１０は回転モータでギア１１を介してトーチの
後端を保持している偏芯リング１２を回転し、自動調芯
ボールベアリング１３を支点にして、トーチにすりこぎ
運動させている。そこでの回転周波数は３０Ｈｚも可能
としている。

【０００６】また、ＭＡＧ溶接など消耗電極式トーチで
同様な技術が開発されている。図８は、その一例とし
て、ワイヤ先端即ちアークを高速に振動する方法（特開
平８−１３２２４０号公報）を説明する図である。

【０００７】トーチ基部１４の先端に可動部材としての
スプリング１５を介してワイヤ供給ノズル１６が取り付
けられている。そのノズル先端にはワイヤ１７を保持し
たチップ１８が取り付けられている。このワイヤ供給ノ
ズル１６の対抗側面にはノズル１６に固定された一対の
永久磁石１９ａ，１９ｂと、前記永久磁石の外側に近接
し、中心軸線が互いに一致すると共に前記永久磁石の極
性面と垂直となるように対抗配置された一対の電磁コイ
ル２０ａ，２０ｂが配置されている。それらの電磁コイ
ル２０ａ，２０ｂに交番電圧を印加した時に各電磁コイ
ル２０ａ，２０ｂと前記ノルズ１６に固定された各永久
磁石１９ａ，１９ｂとの間には一方は引力、他方は反力
が同時に発生し、それにより前記可動部材（スプリン
グ）１５を中心に前記ワイヤ供給ノルズ１６がオッシレ
イト（振動）し、したがってノズル先端のチップ１８が
保持しているワイヤ１７もオッシレイトし、オッシレイ
トアークを形成できるようにしている。

【０００８】このトーチには、ノズルの対抗側面に近接
して弾性変形可能なヒンジ機構２１ａ，２１ｂを設けて
おり、各ヒンジ機構にはそれぞれ固定した一対の圧電素
子２２ａ，２２ｂとを具備してなり、この圧電素子２２
ａ，２２ｂに印加する電圧によってヒンジ機構２１ａ，
２１ｂを弾性変形させ、機械的に両側からワイヤ供給ノ
ズルの振幅を制限することにより、ワイヤ先端のオッシ
レイト幅を調整するようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ホットワイヤ法を用い
て任意の溶着速度を得ながら、１．５ｍ／ｍｉｎなどの
高溶接速度を達成するためには、溶接線長さ１ｍｍ当た
り２回程度のアーク電極の揺動、換算すると５０Ｈｚ以
上で揺動することが望まれる。一方、大きな脚長を要求
され溶接速度０．３ｍ／ｍｉｎ程度で溶接する場合には
１０Ｈｚ以上で揺動することが望まれる。溶接速度に対
して電極揺動周波数が余り低いと、ジクザグ状に溶融が
進み、ビード側面が波打ちアンダカットを形成するなど
溶接欠陥を発生するためである。

【００１０】図６の装置では、モータの駆動部分の慣性
が大きいために３０Ｈｚ以上の揺動は望まれず、また、
もともと駆動部分が大きくて、多関節溶接ロボットに搭
載するには適していないという問題点があった。

【００１１】図７の装置では３０Ｈｚで回転する例が示
されており、それ以上の回転数も可能ではあろうが、こ
の装置では駆動機構部が大きく、また電極が回転してい
るために、回転幅を増すと溶接進行方向に対して溶融池
が前後方向に長くなりすぎる傾向があり、また回転方向
と溶接進行方向との関係から、ビード形状及び母材溶融
形状が左右非対称になり易い問題もある。装置自体も機
構的に大掛かりとなっている。

【００１２】図８の装置では、消耗電極アーク溶接を対
象にしており、ワイヤがトーチ中心から入ってくる構造
にしている。そうすると、ワイヤとノズル間に隙間が存
在しているために振動に対して不安定な慣性力と摩擦力
が作用し、安定した振動状態を得るには強い力で強制的
に振動させることが必要になる。また、安定した振幅を
得るために、ノズルの両側から機械的に振幅を制限する
ストッパ機構を必要としている。これらのために、強い
力で振動させることが必要となり、多関節溶接ロボット
に搭載するとロボットのアームが振動するので、より可
搬重量が大きい重いアームのロボットでないと搭載でき
ないという問題も推察される。

【００１３】本発明の目的は、従来装置の有するこれら
の問題点を解決することにあり、具体的には、溶接線に
対して略直角方向に高い周波数でタングステン電極が静
かに揺動する小型軽量で、安価なＴＩＧ溶接用ヘッドを
提供するにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は主として次のような構成を採用する。

【００１５】タングステン電極を先端に取り付けたトー
チの一部を支点としてタングステン電極を揺動させて溶
接するＴＩＧ溶接装置であって、前記トーチを電磁アク
チュエータに結合するとともにバネで前記トーチを拘束
し、１０Ｈｚ以上の周波数の共振または共振に近い状態
で、溶接線に対して略直角方向に前記タングステン電極
を揺動させるＴＩＧ溶接装置。

【００１６】また、前記ＴＩＧ溶接装置において、前記
タングステン電極の揺動できる加振状態で、前記トーチ
の揺動振幅を片側から機械的に制限することにより、前
記揺動振幅を調整するＴＩＧ溶接装置。

【００１７】また、前記ＴＩＧ溶接装置において、前記
揺動するトーチの揺動中心位置を検出するセンサを設
け、前記センサから得られた揺動周期に基づいてトーチ
の揺動位相を求め、前記トーチの揺動位相と関連付けて
アーク電流を制御するようにしたＴＩＧ溶接装置。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態に係る溶
接ヘッド２３の主要構成部示す平面図であり、図２はそ
の側面図である。ここにおいて、２３は溶接ヘッド、２
４はヘッド基板、２５はアクチュエータ、２６は制御
器、２７は駆動配線、２８は回転軸、２９は絶縁部材、
３０はトーチ部材、３１は脚部、３２は管継手、３３は
トーチ、３４は電極保持部、３５はタングステン電極、
３６は止め捩子、３７はバネ押え、３８はバネ、３９は
ストッパ、４０は遮光板、４１はホトインタラプタ、４
２は信号配線、４３は電流ケーブル、４４は冷却水入口
管、４５は冷却水出口管、をそれぞれ表す。

【００１９】図１および図２において、２４はヘッド基
板で、図示していない多関節溶接ロボットのアームに結
合されており、また、前記溶接ヘッド２３の図示してい
ない保護カバーが取り付けられるようになっている。基
板２４には電磁アークチュエータであるロータリソレノ
イド２５が図示していない捩子で固定されている。ロー
タリソレノイド２５は制御器２６からの駆動配線２７を
介して交番電流で往復回転状に駆動され、その回転軸２
８には絶縁部材２９を介してトーチ本体部３０が一体に
なって動くように締結されている。トーチ本体部３０の
脚部３１の先端では管継手３２でトーチ３３が水漏れな
いように締結されている。トーチ先端部の電極保持部３
４にて、タングステン電極３５が止め捩子３６で固定さ
れている。

【００２０】トーチ本体部３０の脚部３１と基板２４と
の間に捩子構造のバネ押さえ３７ａ，３７ｂを介して２
個の強いバネ３８ａ，３８ｂが脚部３１を挟むように設
置している。そしてその下方には振幅を調整するストッ
パ３９が基板２４に捩子構造で取り付けられている。

【００２１】ロータリソレノイド２５の回転軸２８には
遮光板４０が固定されていて、丁度、振動中心にトーチ
３３があるときに遮光板４０のエッジが基板２４に半固
定状に取り付けられているホトインタラプタ４１を通過
するように設定する。ホトインタラプタ４１のオンオフ
信号は信号配線４２を介して制御器２６に入力される。

【００２２】また、アーク電流はアーク電流ケーブル４
３からトーチ本体部３０に供給され、その脚部３１と管
継手３２によって結合されたトーチ３３、その先端にあ
る電極保持部材３４を介してタングステン電極３５に至
ってアークを発生し、母材１側に流れる。トーチ３３は
外筒側が銅管からなる２重管構造になっていて冷却水入
り口管４４から入ってきた冷却水はトーチ本体部の中で
先端が電極保持部３４に至る図示していない細管からな
る内筒を通過し、電極保持部３４で折り返してトーチ３
３を構成している外筒と内筒の間を通過して再びトーチ
本体部３０に戻り、冷却水出口管４５から排出される。
この様にして電極保持部３４は水冷され、タングステン
電極３５は間接的に冷却されている。

【００２３】図３は本実施形態に用いているアークチュ
エータ２５の動作原理を示す図である。回転子側には円
筒状の永久磁石４６が回転軸２８に固定されている。固
定側には電磁石を構成するための１対の磁極４７ａ，４
７ｂが設けられていてそれぞれコイル４８ａ，４８ｂが
巻かれ、駆動電源４９に接続されている。本実施形態に
おいては、磁極４７ａ，４７ｂが励磁されていないとき
に、バネ３８ａ，３８ｂの保持作用で永久磁石４６が丁
度中立の状態になって磁極４７ａ，４７ｂの中間位置に
あるように、回転軸２８とトーチ本体部３０の締結状態
を設定する。

【００２４】そして、制御器２６内に置かれた駆動電源
４９から十分高い周波数の交番電流をコイル４８ａ，４
８ｂに流すと、アークチュエータ２５の磁極４７ａ，４
７ｂはそれに対応してそれぞれ交互にＮ極、Ｓ極とな
り、永久磁石４６は交互に右左に吸引されて、回転的に
往復動、即ち揺動する。前記アークチュエータ２５の回
転軸２８にはトーチ本体部３０が結合されているので、
その結果トーチ３３が振り子状に揺動する。駆動電源４
９の出力電流の周波数を変化させていくと、あるところ
で共振を発生し、振動エネルギを蓄える作用を果たすバ
ネ３８ａ，３８ｂの効果により、少ない駆動電流で大き
な振幅を形成するようになる。

【００２５】この共振周波数は、バネ３８ａ，３８ｂ、
アークチュエータ２５の回転子の慣性モーメントのほ
か、トーチ本体部３０やトーチ３３の質量、さらにはト
ーチ本体部３０に繋がっているアーク電流ケーブル４
３、冷却水が入出する水冷管４４、４５、またしばしば
消耗して交換するタングステン電極３５など、様々な因
子が影響する。中でも、バネ３８ａ，３８ｂの影響は大
きく、回転の中心軸から約２５ｍｍ離れたところに、９
０Ｎ／ｍｍなど大きいバネ定数のバネを挿入すると、共
振周波数を容易に５０Ｈｚ以上にできた。

【００２６】共振状態にある時は少しの駆動電流変化で
も大きく振幅が変化する。振幅安定のために、大振幅で
振動するように駆動電流を設定しておき、片側からスト
ッパ３９で振幅を制限すると、駆動電流が多少変化して
も、また共振周波数が多少変化しても、常に、安定した
振幅が得られる。

【００２７】図４はその原理を片持ち梁５０の振動状態
から説明するものである。共振状態にある片持ち梁５０
は１往復中に図示していない駆動源から僅かな駆動エネ
ルギーを得て、１往復中のエネルギー損失を賄う事でバ
ランスを保っている。このような状態のとき、細い実線
で示した共振状態にある片持ち梁の片側の振幅をストッ
パ５１で太い実線のところまで制限すると、反対側の振
幅も細い波線の状態から太い波線の状態、すなわち振動
中心からほぼ左右対称の距離まで振幅が減少する。

【００２８】ストッパ５１に当たってから反対側に行き
着くまでに振幅を増やそうとしても、その間に与えられ
る駆動エネルギーが少ないので、ほんの少ししか振幅が
増えない。この原理により、共振ないしは共振に近い状
態におくとき、振幅は機械的に片側で制限するだけでほ
ぼ対称的に他の側の振幅も制限できる。ストッパ５１と
片持ち梁５０との衝突時にストッパ５１に吸収されるエ
ネルギは、１往復中に印加されるエネルギ以上にはなり
得ず、微弱である。

【００２９】この原理を用い、本実施形態の溶接ヘッド
２３では、共振あるいは共振に近い周波数でトーチ３３
を揺動させ、その振幅を一定値に安定して保つために１
個のストッパ３９でトーチ本体部３０の脚部３１で振幅
を制限するようにしている。より具体的にはヘッド基板
２４に雌ねじを設け、ストッパ３９に雄ねじを設けて、
ねじ機構でストッパ３９先端と脚部３１間の距離を微調
整できるようにした。このストッパ３９を手動あるいは
電動で調整することにより、溶接中でも振幅を調整する
ことができる。

【００３０】このような手段による揺動及び振幅制御
は、周波数が高い程安定で、１０Ｈｚ以下になるとバネ
定数３０Ｎ／ｍｍ以下の弱いバネ３８ａ，３８ｂを使う
ことになるため電流ケーブル等の外部からの拘束状態の
影響を受けやすくなるなど不安定になる傾向があり、実
用環境も配慮すると十分安定させるには１０Ｈｚ以上と
することが必要であった。バネ定数３０Ｎ／ｍｍ以上の
バネを用いて、このバネを電磁アクチュエータの回転軸
芯から２０ｍｍ以上離して設置して、トーチを拘束する
と揺動が安定することが分かった。

【００３１】また、トーチ３３が振動中心位置にあると
き、遮光板４０のエッジが丁度ヘッド基板２４上に取り
付けたホトインタラプタ４１を横切るように、回転軸２
８に遮光板４０を取り付けている。したがってホトイン
タラプタ４１の出力変化とその周期から、揺動している
トーチ３３の揺動の位相を時間的に求めることができ
る。詳しく説明すると、タングステン電極先端が揺動の
右端側から揺動中心位置を通過するときホトインタラプ
タがオフからオンするように、また、揺動の左端側から
揺動中心位置を通過するときホトインタラプタはオンか
らオフとなるようにホトインタラプタ位置を設定してい
る。共振状態にある揺動ではトーチが正弦波的にまた周
期的に動いているので、１ケのホトインタラプタで中心
位置通過時点と駆動方向および揺動周期が求まり、それ
らの信号からタングステン電極が左端に到達する時点や
右端に到達する時点など、即ちタングステン電極（およ
びトーチ）の揺動位相を容易に求めることができる。

【００３２】このようにして、揺動位相と関連づけてア
ーク電流の制御ができるので、例えばトーチ３３が両端
側にあるときにはアーク電流を低くし、中央近くにある
ときはアーク電流を高くすると、隅肉溶接での隅部の溶
け込みをより深くすることができる。

【００３３】また、揺動の右端にあるときと左端にある
時のアーク電圧を区別してサンプリングできるので、そ
の値が等しくなるように、ヘッド２３位置を溶接線に対
し横方向に移動することにより、隅肉溶接でのアーク電
圧を利用した開先倣いができる。詳しく説明すると、ア
ーク長即ちタングステン電極先端と母材間距離に対応し
てアーク電圧が変化することを利用して、アーク長を一
定に保つ制御が通常行われている。本発明の実施形態を
用いると、揺動位相と関連付けて、即ち揺動の右端にあ
る時のアーク電圧、左端にある時のアーク電圧、中央に
ある時のアーク電圧などを区別してサンプリングし検知
できるので、この電圧信号をもとにトーチ位置制御、即
ち開先倣いを行うことができる。例えば、Ｖ開先内でタ
ングステン電極を揺動しながら溶接するとき、揺動の中
心位置が開先の中央より右側にずれたときには、タング
ステン電極の先端が右端側の開先面により接近するので
右端側でサンプリングしたアーク電圧は低くなり、逆に
左端側ではタングステン電極の先端が左端側の開先面か
ら遠ざかるのでサンプリングしたアーク電圧は高くな
る。この検知したアーク電圧の差が無くなるように、こ
の場合はトーチを左側に移動するようにして、常にトー
チを開先中心に位置するように制御できる。

【００３４】振幅を制限するストッパ３９としては、図
１の実施形態ではねじ構造を採用したが、ねじ構造に限
られることはなく、ヒンジ構造の１個のストッパなどで
も代替できることは言うまでもない。

【００３５】電磁アクチュエータとしては、図１の実施
形態ではロータリソレノイドを利用したが、通常の直流
モータに交流を通電して往復回転させることなどでも代
替できる。また、小さく構成できるなら、図８にあるよ
うなプランジャであっても良い。

【００３６】以上説明したように、本発明の実施形態
は、次のような構成上の特徴、作用乃至機能を有するも
のである。

【００３７】交番電圧を印加して往復回転動する電磁ア
クチュエータの回転軸に、タングステン電極を先端に取
り付けたトーチの一端を機械的に結合して、振り子状に
タングステン電極が揺動するようにしておき、そのトー
チの付け根近傍でトーチを両側からバネ定数３０Ｎ／ｍ
ｍ以上の強いバネで拘束し、電磁アクチュエータに１０
Ｈｚ以上の周波数の電流を通電して共振あるいは共振に
近い状態で揺動することによって達成される。共振状態
はバネ定数の変更によって選択し、最終的には駆動電源
周波数の手動調整あるいは自動調整によって探索し設定
する。

【００３８】振幅の設定は、共振あるいは共振に近い状
態で振動しているトーチの片側からストッパ部材で機械
的に振幅を制限すると、ストッパがない他の側もほぼ同
じ振幅に制限される現象を利用する。

【００３９】また、実際に振動中心からタングステン電
極がどの様な揺動位相状態にあるかは、電磁気アクチュ
エータの回転軸に遮光板を固定し、丁度、振動中心にト
ーチがあるときに遮光板のエッジがホトインタラプタを
通過するように設定しておいて、その通過時点からの時
間を基に知ることができる。これによって、揺動位相と
同期したアーク電圧のサンプリングも可能になり、上下
倣い、また隅肉溶接時の開先倣いなどにアーク電圧信号
を利用することができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明の装置では、共振状態を利用して
いることから、小さいエネルギーを用いて高い周波数で
安定した振幅が得られる。そして、揺動している周波数
が高いことから、溶接ヘッドの支持部の固有振動数とか
け離れているのでそれらと共振することが無く、また支
持部材を伝わって外部に逃げ去る振動エネルギーも少な
い。

【００４１】したがって、ヘッドの支持部材が振動して
溶接を妨げたり、あるいは大がかりな支持部材にする必
要もない。このため３Ｋｇなど、比較的小さな積載容量
の多関節ロボットに搭載して、容易に溶接できる。

【００４２】また、強いバネでトーチを拘束しているの
で、横向きにするなどヘッドを種々の溶接姿勢にして
も、トーチが重力の影響を受けて振動中心がずれるよう
な問題は発生しない。

【００４３】また、共振状態の性質を利用しているの
で、片側からの機械的な制限機構を設けて振幅を制限す
るだけで、多少周波数が変動しても、また駆動電流が変
動しても常に安定した振幅を保つことができる。

【００４４】更に、フォトインタラプタなど簡単なセン
サを用いて揺動位相を検出できるので、揺動位相と関連
づけたアーク電流制御による溶け込み制御や、アーク電
圧を利用した開先倣いができる。

【００４５】このようにしてＴＩＧ溶接でありながら高
溶着速度が得られるホットワイヤを援用することによ
り、高溶接速度で溶接できるようになり、従来、ＭＡＣ
溶接していたラインを変更することがなく、本発明の装
置を用いたホットワイヤＴＩＧ溶接装置で代替できるよ
うになり、スパッタが少なく、フュームも少なく、そし
てビード形状がきれいな溶接が出来るようになり、ジグ
や母材にスパッタが付着することもなく、より安定した
良好な溶接が出来るようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るＴＩＧ溶接装置の溶接
ヘッドを示す図である。

【図２】図１の溶接ヘッドの要部の側面図である。

【図３】図１の溶接ヘッドのアクチュエータの原理を説
明する図である。

【図４】共振状態にある片持ち梁の性質の説明図であ
る。

【図５】ＴＩＧ溶接での欠陥発生を説明する図である。

【図６】従来の揺動式ＴＩＧ溶接装置の説明図である。

【図７】従来の回転式ＴＩＧ溶接装置の説明図である。

【図８】従来の揺動式消耗電極用トーチの説明図であ
る。

【符号の説明】

２３溶接ヘッド２４ヘッド基板２５アクチュエータ２６制御器２７駆動配線２８回転軸２９絶縁部材３０トーチ部材３１脚部３２管継手３３トーチ３４電極保持部３５タングステン電極３６止め捩子３７バネ押え３８バネ３９ストッパ４０遮光板４１ホトインタラプタ４２信号配線４３電流ケーブル４４冷却水入口管４５冷却水出口管４６永久磁石４７磁極４８コイル４９駆動電源５０片持ち梁５１ストッパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者永島利治広島県呉市宝町６番９号バブ日立工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タングステン電極を先端に取り付けたト
ーチの一部を支点としてタングステン電極を揺動させて
溶接するＴＩＧ溶接装置であって、前記トーチを電磁アクチュエータに結合するとともにバ
ネで前記トーチを拘束し、１０Ｈｚ以上の周波数の共振
または共振に近い状態で、溶接線に対して略直角方向に
前記タングステン電極を揺動させることを特徴とするＴ
ＩＧ溶接装置。
【請求項２】請求項１に記載のＴＩＧ溶接装置におい
て、前記タングステン電極の揺動できる加振状態で、前記ト
ーチの揺動振幅を片側から機械的に制限することによ
り、前記揺動振幅を調整することを特徴とするＴＩＧ溶
接装置。
【請求項３】請求項１または２に記載のＴＩＧ溶接装
置において、前記揺動するトーチの揺動中心位置を検出するセンサを
設け、前記センサから得られた揺動周期信号に基づいて
トーチの揺動位相を求め、前記トーチの揺動位相と関連付けてアーク電流を制御す
るようにしたことを特徴とするＴＩＧ溶接装置。
【請求項４】請求項１または２に記載のＴＩＧ溶接装
置において、前記揺動するトーチの揺動中心位置を検出するセンサを
設け、前記センサから得られた揺動周期に基づいてトー
チの揺動位相を求め、前記トーチの揺動位相と関連付けてアーク電圧をサンプ
リングして前記トーチの位置を制御するようにしたこと
を特徴とするＴＩＧ溶接装置。
【請求項５】請求項１、２、３または４に記載のＴＩ
Ｇ溶接装置において、前記バネは、バネ定数３０Ｎ／ｍｍ以上のバネを前記電
磁アクチュエータの回転軸芯から２０ｍｍ以上離して設
置することにより、前記トーチを拘束することを特徴と
するＴＩＧ溶接装置。