JPH1158022A - 粉体プラズマ溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】粉体プラズマ溶接施工後の溶接品質の検査（溶
接施工時の粉体送給量のばらつきに起因するビード欠陥
の検査）を効率化し、検査コスト・労力の大幅な節減を
可能にする溶接装置を提供する。 【解決手段】この粉体プラズマ溶接装置は、パウダー・
フィーダ（１）に電子秤量計（３）を設け、溶接施工中
の粉体送給量を連続的に出力することにより、粉体送給
量の異常発生の有無および異常発生時の溶接施工位置を
リアルタイムで検出確認できるようにしている。溶接施
工終了後は、検査を要する溶接部位を直ちに特定して検
査を済ませ、また溶接施工途中における粉体送給量の検
出信号に基づいて送給量を速やかに修正し、溶接品質異
常を最小限に抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉体プラズマ溶接
装置の改良に関し、詳しくはパウダー・フィーダから溶
接トーチに供給される粉体の送給量のばらつき・異常の
有無をリアルタイムに検出し、溶接終了後の溶接品質の
検査を効率的に行うことができるようにしたものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】パイプの内・外面の肉盛溶接等に適用さ
れる粉体プラズマ溶接は、パウダー・フィーダに貯留さ
れた粉体を所定の送給量で溶接トーチに連続的に送給す
ることにより行われる。図４において、（１）はパウダ
ー・フィーダ，（２）は溶接トーチである。パウダー・
フィーダ（１）の粉体貯留タンク（１１）は下端に粉体
流出ノズル（１２）を備えている。（１３）は水平回転
ディスクであり、ディスク（１３）は、その盤面が上記
ノズル（１２）の開口端面に対し微少の隙間をなして対
抗するように配置されている。ディスク（１３）は軸
（１４）を軸受部（１５）に支承され、電動モータなど
の回転駆動装置（１６）により軸（１４）を中心とする
回転運動を行う。前記ノズル（１２）のディスク盤面に
対する位置はディスク（１３）の回転中心から適当な距
離だけ偏心している。

【０００３】粉体貯留タンク（１１）の粉体（Ｐ）は、
ディスク（１３）の回転運動に伴ってノズル（１２）か
らディスク（１３）の盤面上に流出する。流出量はディ
スク（１３）の回転速度の制御により、その回転速度に
比例して増減調節される。ディスク盤面に流出した粉体
は盤面に当接する刷毛部材（１７）により、下方のホッ
パ（１８）内に掃き落とされる。ホッパ（１８）内に落
下した粉体は、下端のノズル部（１９）に接続された配
管（２０）から噴射供給されるキャリヤーガスにより、
ノズル（２１）から溶接トーチ（２）へ送給される。溶
接トーチ（２）は所定の速度で移行しながら、溶接母材
（Ｍ）にビード（Ｂ）を形成する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】粉体プラズマ溶接の溶
接品質を確保するには、溶接トーチ（２）への粉体送給
量を適切に設定することを要する。このため溶接施工に
際して、ディスク回転速度と粉体送給量との相関に基づ
くカリブレーションにより、ディスク回転速度を一定の
値に設定するようにしている。しかし、溶接開始から終
了に到るまで、当初設定した一定の粉体送給量が安定に
維持されるとは限らない。従来の溶接装置では、溶接途
中で生じた粉体送給量のばらつきや送給量の異常発生の
有無を知ることができず、このため粉体送給量の変動に
起因する溶接品質の異常の有無を検出するには、溶接終
了後に溶接ビードの全体に亘つて検査するほかなく、多
大のコスト・労力の負担を余儀なくされる。本発明は上
記問題を解決するものであり、粉体プラズマ溶接におけ
る粉体送給量のばらつき・異常の有無をリアルタイムに
検出し、溶接終了後は、粉体送給量が変動した溶接部分
を直ちに特定して効率的に溶接品質を検査することがで
きるようにした粉体プラズマ装置を提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、パウダー・フ
ィーダの粉体貯留タンクから粉体を溶接トーチに送給し
てプラズマ溶接を行う粉体プラズマ溶接装置において、
パウダー・フィーダに電子秤量計を設置し、溶接施工中
の粉体流量を常時検出するようにしたことを特徴として
いる。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の粉体プラズマ溶
接装置のパウダー・フィーダ部を示している。（３）は
電子秤量計であり、パウダー・フィーダ（１）は電子秤
量計（３）上に固定されている。電子秤量計（３）の底
部には、ゴム，スプリング等の弾性防振部材（３１）を
介装して振動等による影響を抑制防止するようにしてい
る。電子秤量計（３）により、パウダー・フィーダ
（１）の全重量（＝パウダー・フィーダの構成機器部材
重量とタンク内の粉末充填量の和）が秤量される。パウ
ダー・フィーダ（１）の構成機器および付属部材の重量
は一定不変であるので、溶接施工中に測定される電子秤
量計（３）によるパウダー・フィーダ（１）の全重量の
経時変化から、タンク内の粉末重量（Ｗ_P ) の減少速
度，すなわち溶接トーチ（２）への粉体送給量（ΔＷ_P
/ Δｔ) が出力される。

【０００７】また、溶接速度（溶接トーチの移動速度）
は、形成しようとする溶接肉盛層の層厚その他の溶接条
件に基づく一定の値に設定されるので、電子秤量計によ
り検出される粉体送給量を、例えば図２に示すように溶
接施工位置（管軸方向位置など）と対応させてグラフ化
し、溶接施工全長に亘って各溶接施工位置における粉体
送給状態をリアルタイムに出力することができる。これ
より、粉体送給量の異常（Ｅ）の有無および異常を生じ
た時の溶接施工位置を直ちに確認することができる。

【０００８】本発明の粉体プラズマ溶接装置は、粉体送
給量の制御回路により、粉体送給量に異常が生じた場合
の送給量の自動制御を電子秤量計（３）の検出信号に基
づいて行うことができる。図３の送給量制御回路は、設
定器（ａ），メモリ（ｂ），比較器（ｃ），演算器
（ｄ）等からなり、メモリ（ａ）には溶接条件に対応す
る粉体送給量等が記憶されており、比較器（ｃ）には設
定器（ａ）により所定の溶接条件に対応する粉体送給量
が設定される。電子秤量計（３）の粉体送給量の検出信
号は、比較器（ｃ）に入力されて設定値と比較され、検
出値が設定値から変位している場合は、その変位量に応
じて粉体送給量を修正する信号を演算器（ｄ）に出力す
る。演算器（ｄ）は、粉体送給量の修正に必要なパウダ
ー・フィーダのディスク回転速度を算出してディスク回
転速度制御装置（ｅ）に指令信号を出力し、ディスク回
転駆動装置（１６）のディスク回転速度を制御すること
により粉体送給量を所定の値に調節する。

【０００９】

【発明の効果】本発明によれば、粉体プラズマ溶接の施
工過程における溶接トーチへの粉体供給状態，粉体送給
量の異常発生の有無および異常発生時の溶接施工位置を
リアルタイムで検出確認することができ、従って溶接施
工終了後は、検査を要する溶接部位を直ちに特定し効率
よく検査を済ませることが可能となり、従来に比し検査
に要するコスト・労力を大幅に低減することができる。
また、溶接施工途中における粉体送給量の検出信号に基
づいて送給量を速やかに修正することも可能であり、粉
体送給量の異常による溶接欠陥の発生を最小限に抑える
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の粉体プラズマ溶接装置の要部を示す正
面図である。

【図２】電子秤量計により検出される粉体送給量をグラ
フ化した例を示す図である。

【図３】粉体送給量の電気的制御構成の例を示す図であ
る。

【図４】粉体プラズマ溶接装置を示す図（同図（１）は
パウダー・フィーダ部の断面図，同図（２）は溶接トー
チ部の正面図）である。

【符号の説明】

１: パウダー・フィーダ １１: 粉体貯留タンク １２: 粉体流出ノズル １３: ディスク １４: 軸 １６: ディスク回転駆動装置 １７: 刷毛 ２０: キャリヤーガス供給配管 ２１: ノズル ２: 溶接トーチ ３: 電子秤量計 ３１: 弾性防振部材 Ｐ: 粉体 Ｍ: 被溶接材 Ｂ: 溶接ビード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富田 雅之 大阪府枚方市中宮大池１丁目１番１号 株 式会社クボタ枚方製造所内 (72)発明者 中浜 満 兵庫県尼崎市次屋４丁目４番５号 日本デ ジタル工業株式会社内 (72)発明者 鬼束 義美 神奈川県津久井郡津久井町大字長竹257 日本ウエルデイングロツド株式会社新素材 研究所内 (72)発明者 今井 実 神奈川県津久井郡津久井町大字長竹257 日本ウエルデイングロツド株式会社新素材 研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パウダー・フィーダの粉体貯留タンクか
   ら粉体を溶接トーチに送給してプラズマ溶接を行う粉体
   プラズマ溶接装置において、パウダー・フィーダに電子
   秤量計を設け、溶接施工中の粉体流量を常時検出するよ
   うにしたことを特徴とする粉体プラズマ装置。