JPS5816774A - ホットワイヤtig溶接法 - Google Patents
ホットワイヤtig溶接法Info
- Publication number
- JPS5816774A JPS5816774A JP11347581A JP11347581A JPS5816774A JP S5816774 A JPS5816774 A JP S5816774A JP 11347581 A JP11347581 A JP 11347581A JP 11347581 A JP11347581 A JP 11347581A JP S5816774 A JPS5816774 A JP S5816774A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wire
- temp
- welding
- filler wire
- molten pool
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はホットワイヤティグ(TIG)溶接に係り、特
にフィラーワイヤ送給位置の温度をモニタリングして高
品質の溶接部を得るに好適なホットワイヤ’r I G
溶接制御方法に関するものである。
にフィラーワイヤ送給位置の温度をモニタリングして高
品質の溶接部を得るに好適なホットワイヤ’r I G
溶接制御方法に関するものである。
ホットワイヤTIG溶接法は第1図に示すようにフィラ
ーワイヤの先端を溶融プ°−ルに突込み、フィラーワイ
ヤ送給用コンタクトテップと溶融プール間に通電してフ
づラーワイヤを力l熱し、フィラーワイヤの溶融を容易
にすることによって溶着量の増加を図る方法でるる。こ
のような高能率なホットワイヤTIG溶接法として文献
(WeldingJ、oumal、Vo147. J5
5 (1968) 386〜3931’。
ーワイヤの先端を溶融プ°−ルに突込み、フィラーワイ
ヤ送給用コンタクトテップと溶融プール間に通電してフ
づラーワイヤを力l熱し、フィラーワイヤの溶融を容易
にすることによって溶着量の増加を図る方法でるる。こ
のような高能率なホットワイヤTIG溶接法として文献
(WeldingJ、oumal、Vo147. J5
5 (1968) 386〜3931’。
Vo149.A5 (1970)、363〜371P)
及び特”f (U、’5Pat、3122629)に
示さするようにフィラーワイヤに交流電流を、非消耗亀
惚に直流電流をそれぞれ通電している例があり公知であ
る。上記の例ではフィラーワイヤと非消耗電極に同時に
電流を流すため、非消耗電極に発生したアークは磁気干
渉を起こし溶接結果に悪影響を及ぼすという欠点がある
。そこでと扛を解消するため、フィラーワイヤと非消耗
電極に通電する電流を交互に切換える方式が米国特許第
3627974号としである。以上のように高能率なア
ーク溶接法と′してホットワイヤTIG溶接法は通用拡
大が図らnでいる。ところが、このポットワイヤTIG
溶接法ではフィラーワイヤの送給位置が溶接部の品質に
大きく影響する。第2図に示すように、フィラーワイヤ
送給位置XがTIG電極直下の点0に対し接近した場合
、フィラーワイヤの先端部Vまアークで直接溶融さ扛、
球状になって路下する。このためフィラーワイヤは溶融
プールと接触しない状態となり、フィラーワイヤの通電
による加熱が安定に行なわ扛ず、尚溶看賞は期待できな
い。またこの時フィラーワイヤと母材間に印刀lさ扛た
電圧によりフィラーワイヤ先端から不安定なアークが発
生したりする。逆に第3図のようにワイヤ送給位置Xが
0点に対し離れすぎた場合、送給位置付近の溶融プール
の温度が低いためフィラーワイヤは完全に溶融しない。
及び特”f (U、’5Pat、3122629)に
示さするようにフィラーワイヤに交流電流を、非消耗亀
惚に直流電流をそれぞれ通電している例があり公知であ
る。上記の例ではフィラーワイヤと非消耗電極に同時に
電流を流すため、非消耗電極に発生したアークは磁気干
渉を起こし溶接結果に悪影響を及ぼすという欠点がある
。そこでと扛を解消するため、フィラーワイヤと非消耗
電極に通電する電流を交互に切換える方式が米国特許第
3627974号としである。以上のように高能率なア
ーク溶接法と′してホットワイヤTIG溶接法は通用拡
大が図らnでいる。ところが、このポットワイヤTIG
溶接法ではフィラーワイヤの送給位置が溶接部の品質に
大きく影響する。第2図に示すように、フィラーワイヤ
送給位置XがTIG電極直下の点0に対し接近した場合
、フィラーワイヤの先端部Vまアークで直接溶融さ扛、
球状になって路下する。このためフィラーワイヤは溶融
プールと接触しない状態となり、フィラーワイヤの通電
による加熱が安定に行なわ扛ず、尚溶看賞は期待できな
い。またこの時フィラーワイヤと母材間に印刀lさ扛た
電圧によりフィラーワイヤ先端から不安定なアークが発
生したりする。逆に第3図のようにワイヤ送給位置Xが
0点に対し離れすぎた場合、送給位置付近の溶融プール
の温度が低いためフィラーワイヤは完全に溶融しない。
このため溶接部に未溶融の部分が残留し、欠陥が発生す
る。以上のように、フィラーワイヤの送給位置は溶接結
果に非常に大きな影響を与える因子でろ茗′。従来はフ
ィラーワイヤの送給位置は溶接条件や開先形状に応じて
、めらかしめ半固定の状態にしておき、溶接中に溶調整
している。従って溶接を自動化しようとする場合、フィ
ラーワイヤの送給位置の制御ケどうするかということが
大きな課題となっている。
る。以上のように、フィラーワイヤの送給位置は溶接結
果に非常に大きな影響を与える因子でろ茗′。従来はフ
ィラーワイヤの送給位置は溶接条件や開先形状に応じて
、めらかしめ半固定の状態にしておき、溶接中に溶調整
している。従って溶接を自動化しようとする場合、フィ
ラーワイヤの送給位置の制御ケどうするかということが
大きな課題となっている。
本発明の目的はホットワイヤTIG溶接においてフィラ
ーワイヤの送給位置が最適になめように、フィラーワイ
ヤが溶融プールと接触する点の溶融プール表面温度を検
出し、恢出温度に応じて自動的にフィラーワイヤ送給位
置を制御するホットワイヤTIG溶接法を提供するにあ
る。
ーワイヤの送給位置が最適になめように、フィラーワイ
ヤが溶融プールと接触する点の溶融プール表面温度を検
出し、恢出温度に応じて自動的にフィラーワイヤ送給位
置を制御するホットワイヤTIG溶接法を提供するにあ
る。
ホットワイヤTIG溶接では通岨刀l熱されたワイヤが
溶融プールのどの位置に送給さnるかということは、溶
接部の品質に大きく影響する。すなわち、良好な溶接部
を得るためには、通准加熱されるワイヤが常に溶融プー
ルと接触し刀■熱が安定・に行なわ扛、かつ送給される
ワイヤが完全に浴mlシ、良好なビード形状となる必要
がある。このためには、ワイヤの送給量、ワイヤの通電
心流、ワイヤの送給位置が重要な因子となる。ワイヤの
送給量及びワイヤの通電電流は要求さ扛る溶着祉やTI
G電流に応じて、ある適正条件が定まる。そしてこnら
の自動制御は容易に達成可能でアシ、実際に行なわれて
いる。しかし、ワイヤの送給位置の自動制御は行なわれ
ていない。ワイヤ送給位置以外の他の溶接条件が適正で
あっても、ワイヤ送給位置によって良好な溶接部が得ら
扛たり、不良な溶接部が得ら扛たりする。従って溶接中
、最適な位置にワイヤ送給するように制御する必要があ
る。この最適なワイヤ送給位置は送給位置の溶融プール
の温度と密接な関係がある。本発明は、ワイヤ送給位置
の溶融プール表面温度を検出し、検出した温度に応じて
ワイヤの送給位置を自動的に制御するようにしたもので
ある。
溶融プールのどの位置に送給さnるかということは、溶
接部の品質に大きく影響する。すなわち、良好な溶接部
を得るためには、通准加熱されるワイヤが常に溶融プー
ルと接触し刀■熱が安定・に行なわ扛、かつ送給される
ワイヤが完全に浴mlシ、良好なビード形状となる必要
がある。このためには、ワイヤの送給量、ワイヤの通電
心流、ワイヤの送給位置が重要な因子となる。ワイヤの
送給量及びワイヤの通電電流は要求さ扛る溶着祉やTI
G電流に応じて、ある適正条件が定まる。そしてこnら
の自動制御は容易に達成可能でアシ、実際に行なわれて
いる。しかし、ワイヤの送給位置の自動制御は行なわれ
ていない。ワイヤ送給位置以外の他の溶接条件が適正で
あっても、ワイヤ送給位置によって良好な溶接部が得ら
扛たり、不良な溶接部が得ら扛たりする。従って溶接中
、最適な位置にワイヤ送給するように制御する必要があ
る。この最適なワイヤ送給位置は送給位置の溶融プール
の温度と密接な関係がある。本発明は、ワイヤ送給位置
の溶融プール表面温度を検出し、検出した温度に応じて
ワイヤの送給位置を自動的に制御するようにしたもので
ある。
以下、本発明の実施例につき図を用いて説明する。第4
図において、T工Gトーチ2のタングステン成極1と被
溶接材4の間にアーク3を発生させ、溶融プール7を形
成させる。形成さ扛た溶融プールにフィラーワイヤ5の
先端を突込み、フィラーワイヤ通電用コンタクトチラグ
6と被溶接材4の間に通電してフィラーワイヤを抵抗加
熱しながら送給する。フィラーワイヤと溶融プールが接
触する点の温度検出を行うため、赤外g温度検出用光学
ヘッド10がコンタクトチップと一体化してTIGトー
チ2に取付冶具12及び駆動軸13を介して*り付けら
れている。駆動軸13には直流モータ14が取9付けら
扛、直流モータ及び駆動軸の回転によって、温度検出用
光学ヘッド及びコンタクトチップは図面上で左右方向に
移動するようになっている。温度検出用光学ヘッド10
には+7!匿測定点からの赤外放射エネルギーを集束す
るレンズ20が設けられている。′また温度検出用光学
ヘッド10には、レンズ20で集束された赤外線を伝送
する光ファイバ11の一端が、配設されている。光ファ
イバの他端は赤外#諷1f検出装置15につなが扛てい
る。この赤外線諷匿演出装置15にはPbS赤外線演出
素子が組み込ま扛ており、ここで赤外放射エネルギーラ
ミ気信号に変換する。赤外線温贋検出装置15の出力は
温度変換増幅器16で増幅され比較演算器18に送られ
る。一方、温に設定器17はあらかじめ求めたフイラー
ワイヤの最適送給位置とその温度との関係に従って最適
な温度を設定し、設定された温度信号と慎出さ扛た温度
信号とは比較、演算器で比較さ扛る。比較演算器18は
モータ駆動回路19につながn、比較演算結果を受けて
直流モータ14を正又は逆回転させる。以下、動作につ
いて説明する。第4図に示すように、電極1の直下の点
Ot−原点に溶接方向と反対方向(il−x軸とする。
図において、T工Gトーチ2のタングステン成極1と被
溶接材4の間にアーク3を発生させ、溶融プール7を形
成させる。形成さ扛た溶融プールにフィラーワイヤ5の
先端を突込み、フィラーワイヤ通電用コンタクトチラグ
6と被溶接材4の間に通電してフィラーワイヤを抵抗加
熱しながら送給する。フィラーワイヤと溶融プールが接
触する点の温度検出を行うため、赤外g温度検出用光学
ヘッド10がコンタクトチップと一体化してTIGトー
チ2に取付冶具12及び駆動軸13を介して*り付けら
れている。駆動軸13には直流モータ14が取9付けら
扛、直流モータ及び駆動軸の回転によって、温度検出用
光学ヘッド及びコンタクトチップは図面上で左右方向に
移動するようになっている。温度検出用光学ヘッド10
には+7!匿測定点からの赤外放射エネルギーを集束す
るレンズ20が設けられている。′また温度検出用光学
ヘッド10には、レンズ20で集束された赤外線を伝送
する光ファイバ11の一端が、配設されている。光ファ
イバの他端は赤外#諷1f検出装置15につなが扛てい
る。この赤外線諷匿演出装置15にはPbS赤外線演出
素子が組み込ま扛ており、ここで赤外放射エネルギーラ
ミ気信号に変換する。赤外線温贋検出装置15の出力は
温度変換増幅器16で増幅され比較演算器18に送られ
る。一方、温に設定器17はあらかじめ求めたフイラー
ワイヤの最適送給位置とその温度との関係に従って最適
な温度を設定し、設定された温度信号と慎出さ扛た温度
信号とは比較、演算器で比較さ扛る。比較演算器18は
モータ駆動回路19につながn、比較演算結果を受けて
直流モータ14を正又は逆回転させる。以下、動作につ
いて説明する。第4図に示すように、電極1の直下の点
Ot−原点に溶接方向と反対方向(il−x軸とする。
ワイヤ送給位置を電極直下後方の溶接線上の点Pとする
。
。
赤外線高度検出用光学ヘッド10はP点の直前方の点か
らの赤外放射エネルギーを集光するようにコンタクトチ
ップ6に取り付けられである。検出した温度をTx (
tl:’)、最適な設定温度をT(tl:’)とする。
らの赤外放射エネルギーを集光するようにコンタクトチ
ップ6に取り付けられである。検出した温度をTx (
tl:’)、最適な設定温度をT(tl:’)とする。
比較演算器18ではTとTxを比較し、その差T−Tx
に対応した出力E(T−Tx)が出力される。この出力
信号に応じてモータ駆動回路19により直流モータ14
は駆動さn1コンタクトテツプ6及び温度検出用光学ヘ
ッドは比較演算器の出力が零、すなわち’l’=Txに
なるように溶接線の前後方向に移動する。例えば、P点
の検出温度Txが設定温度Tより低い場合、コンタクト
チップ6及び赤外線温度検出用光学ヘッドはタングステ
ン畦極側にT=Txになるまで移動するように自動制御
さ扛る。なお、本実施例ではタングステン電極とフィラ
ーワイヤの通電岨流は第5図に示すような直流波形を用
いた。こ扛は、浴融プールの表面温度の検出においては
、タングステン電極とフィラーワイヤに同時に電流を流
した場合、タングステン電極に発生したアーク光の影響
を受は正確な温度検出ができない。しかし、第5図のよ
うにタングステン電極とフィラーワイヤに交互に通電す
ると、タングステン電極のピーク電流ITP 時には
アーク光の影響を受けるが、ワイヤのピーク電流(Iw
p)時にはタングステン(億のアーク光の影響を受ける
ことなく温度検出が可能である。この時タングステン電
極に流すベース電流は30A以下にしてアーク光の影響
を防止している。第6図にこの時の検出温度信号の例を
示す。Iwp時には温度信号がアーク光の影響で乱扛て
いるが、Iwp時には安定な一度信号が得られる。
に対応した出力E(T−Tx)が出力される。この出力
信号に応じてモータ駆動回路19により直流モータ14
は駆動さn1コンタクトテツプ6及び温度検出用光学ヘ
ッドは比較演算器の出力が零、すなわち’l’=Txに
なるように溶接線の前後方向に移動する。例えば、P点
の検出温度Txが設定温度Tより低い場合、コンタクト
チップ6及び赤外線温度検出用光学ヘッドはタングステ
ン畦極側にT=Txになるまで移動するように自動制御
さ扛る。なお、本実施例ではタングステン電極とフィラ
ーワイヤの通電岨流は第5図に示すような直流波形を用
いた。こ扛は、浴融プールの表面温度の検出においては
、タングステン電極とフィラーワイヤに同時に電流を流
した場合、タングステン電極に発生したアーク光の影響
を受は正確な温度検出ができない。しかし、第5図のよ
うにタングステン電極とフィラーワイヤに交互に通電す
ると、タングステン電極のピーク電流ITP 時には
アーク光の影響を受けるが、ワイヤのピーク電流(Iw
p)時にはタングステン(億のアーク光の影響を受ける
ことなく温度検出が可能である。この時タングステン電
極に流すベース電流は30A以下にしてアーク光の影響
を防止している。第6図にこの時の検出温度信号の例を
示す。Iwp時には温度信号がアーク光の影響で乱扛て
いるが、Iwp時には安定な一度信号が得られる。
ギこで、本実施例で述べた検出温度Txはワイヤ通電時
tWの中間の時の温度を用いて制@jを行っている。本
実施例によれば、フィラーワイヤが常に溶融プールと接
触し安定したフィラーワイヤの通電加熱が行なわれ、か
つ最適なフィラーワイヤの送給位置の制御が町iヒでる
るという効果がある。
tWの中間の時の温度を用いて制@jを行っている。本
実施例によれば、フィラーワイヤが常に溶融プールと接
触し安定したフィラーワイヤの通電加熱が行なわれ、か
つ最適なフィラーワイヤの送給位置の制御が町iヒでる
るという効果がある。
本発明によ扛ば、ホットワイヤTIG溶接において、フ
ィラーワイヤの最適な送給位置の自動側81!Iイ′f
″ik1のプ ワイヤの安定した加熱、ワイヤの児全溶
融が図n1高品買の溶接部が得られるという効果がある
。また、ワイヤ送給位置の自動制御により、溶接部が溶
接中にワイヤ送給位置を微調整する必要がなく省人化の
効果がある。
ィラーワイヤの最適な送給位置の自動側81!Iイ′f
″ik1のプ ワイヤの安定した加熱、ワイヤの児全溶
融が図n1高品買の溶接部が得られるという効果がある
。また、ワイヤ送給位置の自動制御により、溶接部が溶
接中にワイヤ送給位置を微調整する必要がなく省人化の
効果がある。
第1図はホットワイヤTIG溶接の基本原理を説明する
概略図、第2図、第3図はワイヤ送給位tを説明する溶
接部の縦断面図、第4図は本発明の詳細な説明する全体
14成図、第5図は電流波形図、第6図は検出温度信号
を示す図である。 1・・・タングステン電極、2・・・TIGI−y−1
3・・・TIGアーク、4・・・被溶接材、5・・・フ
ィラーワイヤ、6・・・コンタクトチップ、7・・・溶
融プール、8・・・TIG用電源、9・・・ワイヤ用電
源、10・・・赤外線温度検出用光学ヘッド、11・・
・光ファイノく、14・・・直流モータ、15・・・赤
外線温度、(吊装置、16・・・温度変換増幅器、17
・・・温度設定器、18第1図 + 7 1.1 第3図
概略図、第2図、第3図はワイヤ送給位tを説明する溶
接部の縦断面図、第4図は本発明の詳細な説明する全体
14成図、第5図は電流波形図、第6図は検出温度信号
を示す図である。 1・・・タングステン電極、2・・・TIGI−y−1
3・・・TIGアーク、4・・・被溶接材、5・・・フ
ィラーワイヤ、6・・・コンタクトチップ、7・・・溶
融プール、8・・・TIG用電源、9・・・ワイヤ用電
源、10・・・赤外線温度検出用光学ヘッド、11・・
・光ファイノく、14・・・直流モータ、15・・・赤
外線温度、(吊装置、16・・・温度変換増幅器、17
・・・温度設定器、18第1図 + 7 1.1 第3図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、°不活性シールドガス中で非消耗電極により被溶接
材上にアークを発生させ、形成した溶融プール中にフィ
ラワイヤを送給して溶接する方法において、前記溶融プ
ールの表面温度τ検出し、該温度にもとづいて前記ワイ
ヤ送給量及び送給位置の少なくとも一方を開側1するこ
とを特徴とする溶接制御方法。 2、前記送給されるワイヤが溶融プールに接触する点の
溶融プール表面温度を検出し、該検出温度1 にもとづ
いてワイヤ送給位置を制御するようにしたことを特徴と
する特許請求の範囲第1項カ溶接制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11347581A JPS5816774A (ja) | 1981-07-22 | 1981-07-22 | ホットワイヤtig溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11347581A JPS5816774A (ja) | 1981-07-22 | 1981-07-22 | ホットワイヤtig溶接法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5816774A true JPS5816774A (ja) | 1983-01-31 |
JPS6119342B2 JPS6119342B2 (ja) | 1986-05-16 |
Family
ID=14613201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11347581A Granted JPS5816774A (ja) | 1981-07-22 | 1981-07-22 | ホットワイヤtig溶接法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5816774A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011050997A (ja) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Mazda Motor Corp | レーザー溶接装置及びレーザー溶接方法 |
US20130264315A1 (en) * | 2012-04-06 | 2013-10-10 | Illinois Tool Works Inc. | Welding torch with a temperature measurement device |
JP2015205332A (ja) * | 2014-04-23 | 2015-11-19 | 三菱電機株式会社 | 半自動ティグ溶接トーチおよびそれを用いた溶接方法 |
US9415459B2 (en) | 2012-04-06 | 2016-08-16 | Illinois Tool Works Inc. | Welding systems having non-contact temperature measurement systems |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103862136B (zh) * | 2014-03-14 | 2015-08-12 | 吉林大学 | 熔焊过程的监测装置及监测方法 |
-
1981
- 1981-07-22 JP JP11347581A patent/JPS5816774A/ja active Granted
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011050997A (ja) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Mazda Motor Corp | レーザー溶接装置及びレーザー溶接方法 |
US20130264315A1 (en) * | 2012-04-06 | 2013-10-10 | Illinois Tool Works Inc. | Welding torch with a temperature measurement device |
US9266182B2 (en) * | 2012-04-06 | 2016-02-23 | Illinois Tools Works Inc. | Welding torch with a temperature measurement device |
US9415459B2 (en) | 2012-04-06 | 2016-08-16 | Illinois Tool Works Inc. | Welding systems having non-contact temperature measurement systems |
US10537956B2 (en) | 2012-04-06 | 2020-01-21 | Illinois Tool Works Inc. | Welding torch with a temperature measurement device |
US11110537B2 (en) | 2012-04-06 | 2021-09-07 | Illinois Tool Works Inc. | Welding systems having non-contact temperature measurement systems |
JP2015205332A (ja) * | 2014-04-23 | 2015-11-19 | 三菱電機株式会社 | 半自動ティグ溶接トーチおよびそれを用いた溶接方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6119342B2 (ja) | 1986-05-16 |
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