JPS582551Y2 - ア−ク溶接またはア−ク溶接表面処理を行なう装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はプラズマトーチ（非消耗型電極によって溶接ま
たは溶接表面処理（ｗｅ １ ｄ ｓｕ ｒ ｆａｃｉ
ｎｇ）を行なう装置に関するものである。

ワイヤの形の溶加材（ｆｉｌｌｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌ
）をトーチと被加工物との間の空間のアークプラズマへ
送り装置により適当に送込む。

かくして非消耗型電極と被加工物との間、および非消耗
型電極と溶加材のワイヤとの間にアークが生芽れる。

処理中溶加材が加えられる表面処理および接合のための
溶接法に釦いては、溶接部の溶込みしろと母材による溶
接部の稀釈度とは非常に重要である。

さらにまた、溶接プールを安定な状態を維持しつつ達成
できる最大溶着速度によって生産費経済が決まる。

溶着の溶込みしろと母材による稀釈度とを制御できる呵
能性は現在公知の溶接法では極ぐ限定されている。

さらにまた、溶接速度に対する制限もある。

即ち、この溶接速度は溶接電流がある臨界値を超えると
、溶接プールに不安定現象が発生することにより制限さ
れる。

この不安定性はアークからのプラズマジェット作用、溶
接電流により誘発される溶接プールにおける流体磁気学
的力釦よび／またはアークプラズマを通って溶接プール
に移行する溶滴の速度が早すぎることに帰因するものと
考えられる。

プラズマトーチの非消耗型電極と消耗型ワイヤ電極との
間にアークを存在させることが特に溶接表面処理のため
に何年も前から提案されている。

即ち、トーチのノズルと被加工物との間の非移行プラズ
マジェットの中へワイヤを送り込み、ここでこのワイヤ
の溶加材が溶融され被力旺物へ移行するのである。

さらにこの方法では消耗型ワイヤ電極の先端と被加工物
との間に第二のアークを用いることも提案された。

しかし、上記の溶接プールにおける不安定性をめぐる問
題がなお解消してふ−らず、溶込みしろと稀釈塵とが簡
単には制御されない。

従って、この提案の方法は本出願人の知る限りでは実用
にはなっていない。

接合のみならず金属の表面処理には使用しつる本考案に
釦いては、一方に釦いては溶込みしろと母材によ°る溶
着部の稀釈とを、また他方に釦いては溶着速度を別個に
制御できる。

さらに、本考案には障害を釦こす不安定現象が溶接プー
ルとアークとにおこる以前に現在のアーク溶接法の場合
よりも早い溶着速度に達する可能性を与える。

本考案の装置はプラズマトーチの非消耗型電極と被加工
物との間に形成されるアークと、前記非消耗型電極と被
加工物との間のアークプラズマ域内へ連続的に送られる
消耗型溶加材たるワイヤ電極の先端と前記非消耗型電極
との間に形成される第二のアークとを同時に有し、これ
らの二つのアーク電流を独立して制御しうるようにした
点を特徴としている。

これらの二つのアークのアーク柱は非消耗型電極と消耗
型ワイヤ電極との間の区域および非消耗型電極に３ける
アーク端にかいて混合している。

しかし、第一のアークの電流は非消耗型電極と被加工物
の間に接続されて垂下電圧／電流特性を有する電源によ
って制御することができ、かくして被加工物への電流、
従って母材における溶込みしろを制御することができる
。

第二のアークの電流は非消耗型電極と消耗型電極との間
に接続された電源とワイヤ送り速度とによって制御する
ことができ、かくして消耗型ワイヤ電極への電流、従っ
て溶着速度を制御することができる。

このようにして溶着速度と被加工物への電流とを互いに
独立して制御することができる。

以下、図面を参照して本考案を詳細に説明する。

図面において、プラズマトーチ１は非消耗型電極２を含
む。

プラズマトーチ１はガス導管３，４を備えている。

非消耗型電極２を備えたプラズマトーチ１を被加工物１
４の上方に配置する。

非消耗型電極２と被加工物１４との間にはアーク１５が
発生している。

このアークはプラズマトーチ１のノズルによう圧縮して
も、しなくてもよい。

プラズマトーチ１と被加工物１４との間の空間に釦いて
溶加材のワイヤ電極５がアークプラズマ中へ送られてい
る。

溶加材のワイヤ電極５は周知の方法でワイヤ送り装置γ
により電気接触ノズル６を通って送られる。

ワイヤ電極５は連続的に消耗され、形成される溶滴はプ
ラズマジェット唱よび／または重力で被加工物の溶接プ
ールに移行する。

母材内への溶込みしろを制御し溶加材ワイヤ電極５の溶
融速度を制御しうるように、適当な特性を備えた電源が
使用される。

即ち、非消耗型電極２と被加工物１４との間には垂下型
ＥＥ／電流特性を有するかまたは電流の制御される第一
の電源１３が接続されている。

第二の電源１１が非消耗型電極２と電気接触ノズル６、
従ってワイヤ電極５との間に接続されている。

溶着速度を増大するため、二本オたばそれ以上の溶加材
ワイヤ電極を用い、同時に同一のアーク１５内へ送るこ
とができる。

この構成が図面に点線で示されている。

即ち、第二の溶加材ワイヤ電極８、第二の電気接触ノズ
ル９、および第二の溶加材ワイヤ電極送り装置１０が示
されている。

両方の、即ち全部の溶加材ワイヤ電極５，８は図示のご
とく電気接触ノズル６．９を通って同一電線１１に並列
に接続されている。

あるいはまた、消耗型溶加材ワイヤ５，８の各接触ノズ
ル６．９を別々の電源に接続することもでき、その場合
電源１１を溶加材ワイヤ５，８と同数設ける。

この場合、各電源は別々に制御しても、また一括制御し
てもよい。

電源１３によって、被加工物１４への電流が制御され、
従ってまた溶込みしろも制御される。

電源１１により、昔たワイヤ送り速度によって溶着速度
が被加工物への電流には関係なく制御される。

二本またはそれ以上の電流を伝える溶加材ワイヤ電極を
アークプラズマ内へ対称的に送込芽せることによってア
ーク電流が非常に大きくても磁気によるアーク吹消しを
回避することができる。

このような磁気によるアーク吹消しは溶加材ワイヤ電極
をただ一本だけ弔いるとか、または二本オたはそれ以上
の溶加材ワイヤを非対称的に導入する場合に釦こること
がある。

以上のように本考案によれば二つの電源を設け、その一
方（垂下電圧／電流特性を有するもの）を非消耗型電極
と被加工物との間に接続し、他方の電源を非消耗型電極
と消耗型ワイヤ電極との間に接続することにより、被加
工物への電流と消耗型ワイヤ電極への電流をそれぞれ互
いに独立して制御することができる。

従って、被加工物への電流の制御による溶込みしろと母
材による溶着部の稀釈の制御と消耗型ワイヤ電極−の電
流の制御による溶着速度の制御を互いに独立して行なう
ことができる。

かくして、溶込みしろと母材による稀釈とを最適に保持
しつつ溶着速度を高めることができる。

昔た、溶着速度を高くしつつも溶接プールへの電流およ
び電流密度を低くして溶接プールに不安定現象が生じる
のを防上することができる。

本考案は上記実施例に限られるものではない。

例えば装置の二つのまたはそれ以上の電源を一つの電源
に１とめることもできる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案装置の一実施例を概略的に示す。 なお図において、２は非消耗型電極、５，８は溶加材ワ
イヤ、６，９は接触ノズル １１，１３は電源、１４は
被加工物、１５はアークである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 中央に配置された非消耗型電極２を有するプラズマトー
   チ１と、前記非消耗型電極２と被加工物１４との間の空
   間に形成されるアークプラズマ中へ消耗型ワイヤ５の形
   の溶加材を連続的に送る送勺装置７とによってアーク溶
   接部たはアーク溶接表面処理を行なう装置であって、垂
   下電圧／電流特性を有する第一の電源１３を前記非消耗
   型電極２と被加工物１４との間に接続したものにおいて
   、第二の電源１１を前記非消耗型電極２と消耗型ワイヤ
   電極５との間に接続したことを特徴とする装置。