JPS59125271A - 溶接ア−クのスタ−ト方法並びにその方法に用いる溶接ト−チ - Google Patents
溶接ア−クのスタ−ト方法並びにその方法に用いる溶接ト−チInfo
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- JPS59125271A JPS59125271A JP23049682A JP23049682A JPS59125271A JP S59125271 A JPS59125271 A JP S59125271A JP 23049682 A JP23049682 A JP 23049682A JP 23049682 A JP23049682 A JP 23049682A JP S59125271 A JPS59125271 A JP S59125271A
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- 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
- B23K9/06—Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
- B23K9/067—Starting the arc
- B23K9/0672—Starting the arc without direct contact between electrodes
- B23K9/0673—Ionisation of the arc gap by means of a tension with a step front (pulses or high frequency tensions)
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding Control (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、溶接アークのスタート方法ならびにその方法
に用いる溶接トーチに関する。
に用いる溶接トーチに関する。
ＴＩＧ溶接においては、溶接開始に当って溶接トーチの
タングステン電極（非消耗電極）と溶接母材との間に、
溶接電源を接続する他、高周波電源を接続して高周波高
電圧を加えることにより、タングステン電極と母材間に
火花放電を発生せしめ、これをアーク放電に移行させ【
アーク放電々流が検出されると上記高周波電源を切離す
アークスタート方法が従来一般に採用されている。
タングステン電極（非消耗電極）と溶接母材との間に、
溶接電源を接続する他、高周波電源を接続して高周波高
電圧を加えることにより、タングステン電極と母材間に
火花放電を発生せしめ、これをアーク放電に移行させ【
アーク放電々流が検出されると上記高周波電源を切離す
アークスタート方法が従来一般に採用されている。
この従来のアークスタート法による場合は、電極−母材
間距離が約５１＠以上も離れると上記アーク放電への移
行が不安定になる欠点があり、大型構造物に対してＴＩ
Ｇ自動溶接を行う場合には、母材の加工精度上、電極−
母材間距離を５簡以下に保つことは離しいので、アーク
スタートを確実にする為に従来、電極−母材間距離を検
出するセンサを設け′るようにしている。
間距離が約５１＠以上も離れると上記アーク放電への移
行が不安定になる欠点があり、大型構造物に対してＴＩ
Ｇ自動溶接を行う場合には、母材の加工精度上、電極−
母材間距離を５簡以下に保つことは離しいので、アーク
スタートを確実にする為に従来、電極−母材間距離を検
出するセンサを設け′るようにしている。
又、高周波電源を用いる為に、周囲の電気機器に電波障
害を及ぼす欠点があり、自動ＴＩＧ溶接機の場合は、従
来、高周波電源が切離されて発振停止するまでは制御装
置の一部を休止させるを得ず点弧までの時間が長いと制
御上好ましくなく更に上記点弧までの時間にばらつきが
あるという欠点があった。
害を及ぼす欠点があり、自動ＴＩＧ溶接機の場合は、従
来、高周波電源が切離されて発振停止するまでは制御装
置の一部を休止させるを得ず点弧までの時間が長いと制
御上好ましくなく更に上記点弧までの時間にばらつきが
あるという欠点があった。
本発明は、上記した従来の欠点を除去する為になされた
もので、シールドガスの少くとも一部を、非消耗電極の
先端部近傍に達するまでに電離させる構成とすることに
よって、従来に比し、短時間で安定した火花放電を生ぜ
しめて点弧させることができ、確実な点弧が可能なトー
チ電極−溶接母材間距離を長くすることができろアーク
スタート方法並びにそれに用いる溶撃トーチを提供する
ことを目的とする。
もので、シールドガスの少くとも一部を、非消耗電極の
先端部近傍に達するまでに電離させる構成とすることに
よって、従来に比し、短時間で安定した火花放電を生ぜ
しめて点弧させることができ、確実な点弧が可能なトー
チ電極−溶接母材間距離を長くすることができろアーク
スタート方法並びにそれに用いる溶撃トーチを提供する
ことを目的とする。
以下、本発明の一実施例を図■を参照して説明する。
図において、１０は溶接トーチ、１１はトーチ本体、１
２はトーチ内体、１３はタングステン電極、１４はガス
室、１５はガスレンズであって、これらはセラミック等
の絶縁物で作られたシールドノズル１６内に収められて
いる。１１はシールドガス（Ｇａ ｓ ）の通路である
。
２はトーチ内体、１３はタングステン電極、１４はガス
室、１５はガスレンズであって、これらはセラミック等
の絶縁物で作られたシールドノズル１６内に収められて
いる。１１はシールドガス（Ｇａ ｓ ）の通路である
。
２０はシールドガス電離用電極板であって、シールドノ
ズルの外面に固着され、接続線２１を介して接地されて
いる。この電極板２０はシールドノズル１６のガスレン
ズ１５に対して水平方向（もしくは半径方向）に対応す
る位置を含む先端側を取巻くようにシールドノズル１６
の外面に取付けられている。又、この電極板はシールド
ノズル１６の全周に亘って数句けてもよいし、部分的に
取付けてもよい。
ズルの外面に固着され、接続線２１を介して接地されて
いる。この電極板２０はシールドノズル１６のガスレン
ズ１５に対して水平方向（もしくは半径方向）に対応す
る位置を含む先端側を取巻くようにシールドノズル１６
の外面に取付けられている。又、この電極板はシールド
ノズル１６の全周に亘って数句けてもよいし、部分的に
取付けてもよい。
３０は溶接電源であって、タングステン電極１３と浴接
母材５０との間に電磁開閉器３１、溶接電流検出器（シ
ャントと電磁開閉器）３２を介して接続されている。４
０は高周波高電圧電源であって、タングステン電極棒１
３と溶接母材５０間に電磁開閉器４１を介して接続され
ている。この電磁開閉器４１は、溶接電流検出器３２が
出力する検出信号を受けて開路する。
母材５０との間に電磁開閉器３１、溶接電流検出器（シ
ャントと電磁開閉器）３２を介して接続されている。４
０は高周波高電圧電源であって、タングステン電極棒１
３と溶接母材５０間に電磁開閉器４１を介して接続され
ている。この電磁開閉器４１は、溶接電流検出器３２が
出力する検出信号を受けて開路する。
この構成において、アークスタートを行わせるに当って
は、図示しない溶接機本体側がら通路１７を通してガス
室１４にシールドガス（Ｇａｓ）を供給すると共に、電
磁開閉器３１及び４１を閉路させる。これにより、ガス
レンズ１５で整流されたシールドガス（Ｇａｓ）が溶接
母材５０に向って流れてシールドノズル１６−溶接母材
５０出」がシールドガス（Ｇａｓ）で包まれ、１気的に
は、従来の場合と同じく、タングステン電極１３と溶接
母材５０間ｔに溶接電源３０の電圧ＥＬとｉ＠周波高電
圧電源４゜の高α圧Ｅｈが印加され、同時に、従来の場
合と異って、タングステン１３と電極板２ｏとの間にも
上記両電圧が加わる。
は、図示しない溶接機本体側がら通路１７を通してガス
室１４にシールドガス（Ｇａｓ）を供給すると共に、電
磁開閉器３１及び４１を閉路させる。これにより、ガス
レンズ１５で整流されたシールドガス（Ｇａｓ）が溶接
母材５０に向って流れてシールドノズル１６−溶接母材
５０出」がシールドガス（Ｇａｓ）で包まれ、１気的に
は、従来の場合と同じく、タングステン電極１３と溶接
母材５０間ｔに溶接電源３０の電圧ＥＬとｉ＠周波高電
圧電源４゜の高α圧Ｅｈが印加され、同時に、従来の場
合と異って、タングステン１３と電極板２ｏとの間にも
上記両電圧が加わる。
上記高電圧Ｅ１１の印加によって、タングステン電極１
３の先端部分に達したシールドガス（Ｇａｓ）が電離し
て透接母材５０に向って流れるが、本部側では、更に、
ガスレンズ１５を通過してシールドノズル１６から噴出
する前にシールドガス（Ｇａｓ）の一部に電離が生じる
。アルゴンやヘリウム等のシールドガスは電離後この電
離状態（準安定状態）を続ける性質があり、例えば、シ
ールドガスの流速を１８１７ｍ、シールドノズル１６先
端径を１５調φとした場合には上記準安定状態の保持時
間（１０’〜１ｏ−２秒）の間に、シールドガス（Ｇａ
ｓ）の流れは２〜２０ｔＫＩｎ移動１−る。従って、シ
ールドノズル１６内で電離したシールドガス（Ｇａｓ）
（以下、プリ電離ガスと云う）がその準安定状態を保
持してタングステン電極１３の先端部に達するように電
極板２０を設けておけば、火花放電に寄与する電離ガス
量が、従来の場合に比して、上記プリ電離ガス量だけ増
量するので、常に、高周波高電圧の印加後極めて短時間
で放電距離の長い安定した火花放電が発生する。この火
花放電がアーク放電に移行すると即ち点弧すると溶接電
流検出器３２が溶接電流を検出するので、該溶接電流検
出器３２が出力し、この出力により電磁開閉器４１が開
路される。
３の先端部分に達したシールドガス（Ｇａｓ）が電離し
て透接母材５０に向って流れるが、本部側では、更に、
ガスレンズ１５を通過してシールドノズル１６から噴出
する前にシールドガス（Ｇａｓ）の一部に電離が生じる
。アルゴンやヘリウム等のシールドガスは電離後この電
離状態（準安定状態）を続ける性質があり、例えば、シ
ールドガスの流速を１８１７ｍ、シールドノズル１６先
端径を１５調φとした場合には上記準安定状態の保持時
間（１０’〜１ｏ−２秒）の間に、シールドガス（Ｇａ
ｓ）の流れは２〜２０ｔＫＩｎ移動１−る。従って、シ
ールドノズル１６内で電離したシールドガス（Ｇａｓ）
（以下、プリ電離ガスと云う）がその準安定状態を保
持してタングステン電極１３の先端部に達するように電
極板２０を設けておけば、火花放電に寄与する電離ガス
量が、従来の場合に比して、上記プリ電離ガス量だけ増
量するので、常に、高周波高電圧の印加後極めて短時間
で放電距離の長い安定した火花放電が発生する。この火
花放電がアーク放電に移行すると即ち点弧すると溶接電
流検出器３２が溶接電流を検出するので、該溶接電流検
出器３２が出力し、この出力により電磁開閉器４１が開
路される。
本実施例では、火花放電距離が長くなることにより、ト
ーチ電極−溶接母材間距離を大きくすることができ、こ
の距離を大きくとりた場合には、公知のアーク長自動制
御回路により溶接トーチを溶性母材に倣わせるようにす
ればよい。
ーチ電極−溶接母材間距離を大きくすることができ、こ
の距離を大きくとりた場合には、公知のアーク長自動制
御回路により溶接トーチを溶性母材に倣わせるようにす
ればよい。
なお、本実施例と従来法の比較として、溶接スタート回
数５０回中５０回アークスタートした時の電極−母材間
距胃ｒｖ Ｌおよび高周波印加からアークスタートまで
の所要時間Ｔは各々表１のとおりである（但し、高周波
印加電圧や使用トーチなどの諸条件は同一である）。
数５０回中５０回アークスタートした時の電極−母材間
距胃ｒｖ Ｌおよび高周波印加からアークスタートまで
の所要時間Ｔは各々表１のとおりである（但し、高周波
印加電圧や使用トーチなどの諸条件は同一である）。
龜
表 １
以上の如く、本発明によれば、アークスタートに際し、
高周波高電圧を、非消耗電極と溶接母材間だけでなく非
消耗電極とシールドノズル間にも印加してシールドガス
の少くとも一部を非消耗電極の先端部に達する前にプリ
電離させる構成としたことによって、火花放電に寄与す
る電離ガス量を従来に比して増大させることができるの
で、実質上瞬時スタートを可能にして高周波高電圧によ
る電波障害を心配することなく点弧させることができる
上、安定して確実な点弧が得られる非消耗電極−溶接母
材間距離が従来に比して大きくなるので、溶接母材の加
工精度がよくない場合でも前記したセンサを設けなくて
も容易に確実なアークスタートを行うことができる。
高周波高電圧を、非消耗電極と溶接母材間だけでなく非
消耗電極とシールドノズル間にも印加してシールドガス
の少くとも一部を非消耗電極の先端部に達する前にプリ
電離させる構成としたことによって、火花放電に寄与す
る電離ガス量を従来に比して増大させることができるの
で、実質上瞬時スタートを可能にして高周波高電圧によ
る電波障害を心配することなく点弧させることができる
上、安定して確実な点弧が得られる非消耗電極−溶接母
材間距離が従来に比して大きくなるので、溶接母材の加
工精度がよくない場合でも前記したセンサを設けなくて
も容易に確実なアークスタートを行うことができる。
従って、溶接ロボットのような無人化自動溶接装置や遠
隔操作の自動溶接装置への採用は、大きな効果が期待で
きる。
隔操作の自動溶接装置への採用は、大きな効果が期待で
きる。
又、このような効果は、溶接トーチのシールドノズルに
電極板を取付け、これを非消耗電極−溶接母材間に対す
る高周波高電圧の印加と同期して接地する構成とするだ
けで得ることができるので、所要コストは少＜ −Ｃ％
ｔｒ。
電極板を取付け、これを非消耗電極−溶接母材間に対す
る高周波高電圧の印加と同期して接地する構成とするだ
けで得ることができるので、所要コストは少＜ −Ｃ％
ｔｒ。
図は本発明によるアークスタート溶接方法の実施例を説
明１−る為の図である。 １０・・・溶接トーチ １３・・・非消耗電極１６・
・・シールドノズル ２０・・・シールドガス％岬用電極板 ４０・・・高周波高電圧電源。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 代理人 弁理士 小 林 傅手続補正書
（１兄） 昭和５８年２月１５日 特許片長１ｊ 殿 １、事件の表示 昭和５７年 特 例・ 願第２５０４９６号３ 補正を
する者 事件との関係 特許出厩（）Ｘ ＋４： 、 １９ｉ 屏ｐｉｉギ５ル、危
＋；ｉＭ”］’１丁目３？ｌ：＝１８″号エ ７，７．
□、）４・・式公社 １・Ｖ戸′塾・８′“１す■代表
イ１°ｊ冒、））゛、孝吉 ５、？ｉｌｉ正命令の日付 ６ 補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 明 細 書 １、発明の名称 溶接アークのスタート方法並びにその方法に用いる溶接
トーチ ２、特許請求の範囲 （１）溶接トーチに保持され１こ非消耗電極と溶接母材
との間に高周波高電圧を印加して溶接アークをスタート
させる方法において、′上記印加と同時に上記非消耗電
極と上記シールドノズル間に上記高周波高電圧を印加す
ることにより溶接アークをスタートさせることを特徴と
する溶接アークのスタート方法。 （２） 非消耗電極を取巻くシールドノズルを具える
溶接トーチにおいて、上記シールドノズルの外周にシー
ルドガス電離用電極が設けられ、上記非消耗電極と溶接
母材との間に高周波高電圧が印加されるアークスタート
時に上記電極が接地されることを特徴とする溶接トーチ
。 ３、発明の詳細な説明 本発明は、溶接アークのスタート方法ならびにその方法
に用いる溶接トーチに関する。 ＴＩＧ溶接においては、溶接開始に当って溶接トーチの
タングステン電極（非消耗電極）と溶接母材との間に、
溶接電源を接続する他、高周波′電源を接続して尚周波
高電圧を加えることにより、タングステン電極と母材間
に火花放電を発生せしめ、これをアーク放電に移行させ
てアーク散策々流が検出されると上記高周波電源を切廃
すアークスタート方法が従来一般に採用されている。 この従来のアークスタート法による場合は、電極−母材
間距離が約５闘以上も離れると上記アーク放電への移行
が不安定になる欠点があり、大型構造物に対してＴＩＧ
目動溶接を行う場合には、母材の加工精度上、電極−母
材間距離を５渭以下に保つことは難しいので、アークス
タートを確実にする為に従来、電極−母材間距離を検出
するセンサを設けるようにしている。 又、高周波電源を用いる為に、周囲の電気機器に電波障
害を及ぼす欠点があり、自動ＴＩＧ溶接機の場合は、従
来、高周波電源が切離されて発振停止するまでは制御装
置の一部を休止せざるを得ず点弧までの時間が長いと制
御上好壕しくなく更に上記点弧までの時間にばらつきが
あるという欠点があった。 本発明は、上記した従来の欠点を除去する為になされた
もので、シールドガスの少くとも一部を、非消耗電極の
先端部近傍に達するまでに電離させる構成とすることに
よって、従来に比し、短時間で安定した火花放電を生せ
しめて点弧させることができ、確実な点弧が可能なトー
チ電極−浴接母材間距離を長くすることができるアーク
スタート方法並びにそれに用いる溶接トーチを提供する
こ゛とを目的とする。 以下、本発明の一芙部側な図面を参照して説明する。 図において、１０は溶接トーチ、１１はトーチ本体、１
２はトーチ内体、１３はタングステン電極、１４はガス
室、１５はガスレンズであって、これらはセラミック等
の絶縁物で作られたシールドノズル１６内に収められて
いる。１７はシールドガス（Ｇａｓ）の通路である。 ２０はシールドガス７し作用電極孜であって、シールド
ノズルの外面に１酒され、接続線２１を介して接地され
ている。この電極板２０はシールドノズル１６のガスレ
ンズ１５に対して水平方向（もしくは半径方向）に対応
する位置を含む先部側を取巻くようにシールドノズル１
６の外面に取付けられている。この電極板はシールドノ
ズル１６の全周に亘って取付けてもよいし、部分的に取
付けてもよい。 又、ノズル自身が導嵐体の場合には、ノズル自身を電離
用′電極としてもよい。 ３０は溶接電源であって、タングステン電極１３と溶接
母材５０との間に電磁開閉著邦１、溶接電流検出器（シ
ャントと電磁開閉器）３２を介して接続されている。４
０は高周波高電圧電源であって、タングステン電極棒１
３と溶接母材５０間に゛電磁開閉器４１を弁じて接続さ
れている。この電磁開閉器４１は、溶接電流検出器３２
か出カイる検出信号を受けて開路する。 この構成において、アークスタートを行わせるに当って
は、図示しない溶接根本体側から通路１Ｔを通してガス
室１４にシールドガス（Ｇａｓ）を供給すると共に、電
磁開閉器３１及び４１を閉路さぜる。これにより、ガス
レンズ１５で整流され１こシールドガス（Ｇａｓ）が溶
接母材５０に向って流れてシールドノズル１６−溶接母
材５０間がシールドガス（Ｇａｓ ）で包まれ、電気的
には、従来の場合と同じく、タングステン電極１３と浴
接母相５０間ｔに溶接電源３０の電圧ＥＬと高周波高電
圧電源４０の高電圧Ｅｈが印加され、同時に、従来の場
合と異って、タングステン１３と′電極板２０との間に
も上記両電圧が加わる。 上記高電圧Ｅｈの印加によって、タングステ／電極１３
の先端部分に達したシールドガス（Ｇａｓ ）が゛電離
して透接母材５０に向って流れるが、本実施例では、更
に、タングステン１極１３と電極板２０との間に高周波
が印加されているためシールドガス（Ｇａｓ）の一部を
ｉガスレンズ１５を通過してシールドノズル１６かう噴
出する前に電離する。アルコ°ンやヘリウム等のシール
ドガスは蜜賠後この４４ ｉ％［状態（準安定状態）を
続ける性質があり、イタｌえは、シールドガスの流速を
１８１．／ｌｉｎ、 ７ ／レドノズル、３６先端匝
を１５−φとした場合に（ま上記準安定状態の保持時間
（１０Ｊ〜１０−２秒）の間に、シールドガス（Ｇａｓ
）の流れは２〜２０爛移動する。従って、シールドノ
ズル１６内で電離したシールドガス（Ｇａｓ） （以下
、ブリ電離ガスと云う）がその準安定状態を保持してタ
ングステン電極１３の先端部に運するように電極板２０
を設けておけば、火イ七放電に寄与する電離ガス量が、
従来の場合に比して、上記ノリ電離ガス量だけ増量する
ので、常に、高周波高電圧の印加後極めて短時間で放電
距離の長い安定した火花放電が発生する。この火花放電
がアーク放電に移行すると即ち点弧すると溶接電流検出
器３２が溶接電流を検出するので、該溶接電流検出器３
２が出力し、この出力により電磁開閉器４１が開路され
る。 本実施例では、火花放電の可能な距離が長くなることに
より、トーチ電極−溶接母材間距離を大きく１−ること
かできる。また、一旦アークが発生すれば、公知のアー
ク長自動制御回路により浴接トーチを溶接母材に倣わせ
るようにすることができる。 なお、本実施例と従来法の比較として、溶接スタート回
数５０回申５０回アークスタートした時の電極−母材閾
距ＦｌｉＩＬおよび高周波印加からアークスタートまで
の所要時間Ｔは各々表１のとおりである（但し、制周波
印加電圧や使用トーチなどの諸条件は．同一である）。 表 １ 本発明は、以上の実施例の他、ノズルが２重シールド構
造の場合には、外側シールドガス／Ｌ；に導電体材料を
用い、これ自身をｌＮＹ＆用電極としたものでも艮いし
、外側シールドノズルが絶縁体であれば、その外周に電
極板を固着したものでも良い。 更に、電離用電極の接地についても、電離用電極を母材
に直接接地したものでも良いし、高周波電流のみを流す
ためにコンデンサーを介して接地したものでも良いこと
は言うまでもない。 以上の如く、本発明によれば、アークスタートに際し、
高周波高電圧を、非消耗電極と溶接母材間だけでなく非
消耗電極とシールドノズル間にも印加してシールドガス
の少くとも一部を非消耗電極の先端部に達する前に、プ
リ電離させる構成としたことによって、火花放電に寄与
する電離ガス量を従来に比して増大させることができる
ので、実質上瞬時スタートを可能にして高周波高電圧に
よる電波障害を心配することなく点弧させることができ
る上、安定して確実な点弧が得られる。非消耗電極−溶
接母材間距離が従来に比して大きくなるので、溶接母材
の加工精度がよくな（・場合でも前記し１こセンサを設
けなくても容易に確実なアークスタートを行うことがで
きる。 従つ又、溶接ロボットのような無人化自動浴接装置や遠
隔操作の自動溶接装置へ採用すれば、大きな効果が期待
できる。 又、このような効果は、溶接トーチのシールドノズルに
電離用電極を取付け、これを非消耗電極−溶接母材間に
対する高周波高電圧の印加と同期して接地する構成とす
るだけで得ることができるので、所要コスト（ま少くて
済む。 ４、図面の簡単な説明 図は本発明によるアークスタート溶接方法の実施例を説
明する為の図である。 １０・・・溶接トーチ・ １３・・・非消耗電極１６・
・・シールドノズル ２０・・・シールドガス電離用電極板 ４０・・・市周波高電圧軍源。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 代理人 弁理士 小 林 傅
明１−る為の図である。 １０・・・溶接トーチ １３・・・非消耗電極１６・
・・シールドノズル ２０・・・シールドガス％岬用電極板 ４０・・・高周波高電圧電源。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 代理人 弁理士 小 林 傅手続補正書
（１兄） 昭和５８年２月１５日 特許片長１ｊ 殿 １、事件の表示 昭和５７年 特 例・ 願第２５０４９６号３ 補正を
する者 事件との関係 特許出厩（）Ｘ ＋４： 、 １９ｉ 屏ｐｉｉギ５ル、危
＋；ｉＭ”］’１丁目３？ｌ：＝１８″号エ ７，７．
□、）４・・式公社 １・Ｖ戸′塾・８′“１す■代表
イ１°ｊ冒、））゛、孝吉 ５、？ｉｌｉ正命令の日付 ６ 補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 明 細 書 １、発明の名称 溶接アークのスタート方法並びにその方法に用いる溶接
トーチ ２、特許請求の範囲 （１）溶接トーチに保持され１こ非消耗電極と溶接母材
との間に高周波高電圧を印加して溶接アークをスタート
させる方法において、′上記印加と同時に上記非消耗電
極と上記シールドノズル間に上記高周波高電圧を印加す
ることにより溶接アークをスタートさせることを特徴と
する溶接アークのスタート方法。 （２） 非消耗電極を取巻くシールドノズルを具える
溶接トーチにおいて、上記シールドノズルの外周にシー
ルドガス電離用電極が設けられ、上記非消耗電極と溶接
母材との間に高周波高電圧が印加されるアークスタート
時に上記電極が接地されることを特徴とする溶接トーチ
。 ３、発明の詳細な説明 本発明は、溶接アークのスタート方法ならびにその方法
に用いる溶接トーチに関する。 ＴＩＧ溶接においては、溶接開始に当って溶接トーチの
タングステン電極（非消耗電極）と溶接母材との間に、
溶接電源を接続する他、高周波′電源を接続して尚周波
高電圧を加えることにより、タングステン電極と母材間
に火花放電を発生せしめ、これをアーク放電に移行させ
てアーク散策々流が検出されると上記高周波電源を切廃
すアークスタート方法が従来一般に採用されている。 この従来のアークスタート法による場合は、電極−母材
間距離が約５闘以上も離れると上記アーク放電への移行
が不安定になる欠点があり、大型構造物に対してＴＩＧ
目動溶接を行う場合には、母材の加工精度上、電極−母
材間距離を５渭以下に保つことは難しいので、アークス
タートを確実にする為に従来、電極−母材間距離を検出
するセンサを設けるようにしている。 又、高周波電源を用いる為に、周囲の電気機器に電波障
害を及ぼす欠点があり、自動ＴＩＧ溶接機の場合は、従
来、高周波電源が切離されて発振停止するまでは制御装
置の一部を休止せざるを得ず点弧までの時間が長いと制
御上好壕しくなく更に上記点弧までの時間にばらつきが
あるという欠点があった。 本発明は、上記した従来の欠点を除去する為になされた
もので、シールドガスの少くとも一部を、非消耗電極の
先端部近傍に達するまでに電離させる構成とすることに
よって、従来に比し、短時間で安定した火花放電を生せ
しめて点弧させることができ、確実な点弧が可能なトー
チ電極−浴接母材間距離を長くすることができるアーク
スタート方法並びにそれに用いる溶接トーチを提供する
こ゛とを目的とする。 以下、本発明の一芙部側な図面を参照して説明する。 図において、１０は溶接トーチ、１１はトーチ本体、１
２はトーチ内体、１３はタングステン電極、１４はガス
室、１５はガスレンズであって、これらはセラミック等
の絶縁物で作られたシールドノズル１６内に収められて
いる。１７はシールドガス（Ｇａｓ）の通路である。 ２０はシールドガス７し作用電極孜であって、シールド
ノズルの外面に１酒され、接続線２１を介して接地され
ている。この電極板２０はシールドノズル１６のガスレ
ンズ１５に対して水平方向（もしくは半径方向）に対応
する位置を含む先部側を取巻くようにシールドノズル１
６の外面に取付けられている。この電極板はシールドノ
ズル１６の全周に亘って取付けてもよいし、部分的に取
付けてもよい。 又、ノズル自身が導嵐体の場合には、ノズル自身を電離
用′電極としてもよい。 ３０は溶接電源であって、タングステン電極１３と溶接
母材５０との間に電磁開閉著邦１、溶接電流検出器（シ
ャントと電磁開閉器）３２を介して接続されている。４
０は高周波高電圧電源であって、タングステン電極棒１
３と溶接母材５０間に゛電磁開閉器４１を弁じて接続さ
れている。この電磁開閉器４１は、溶接電流検出器３２
か出カイる検出信号を受けて開路する。 この構成において、アークスタートを行わせるに当って
は、図示しない溶接根本体側から通路１Ｔを通してガス
室１４にシールドガス（Ｇａｓ）を供給すると共に、電
磁開閉器３１及び４１を閉路さぜる。これにより、ガス
レンズ１５で整流され１こシールドガス（Ｇａｓ）が溶
接母材５０に向って流れてシールドノズル１６−溶接母
材５０間がシールドガス（Ｇａｓ ）で包まれ、電気的
には、従来の場合と同じく、タングステン電極１３と浴
接母相５０間ｔに溶接電源３０の電圧ＥＬと高周波高電
圧電源４０の高電圧Ｅｈが印加され、同時に、従来の場
合と異って、タングステン１３と′電極板２０との間に
も上記両電圧が加わる。 上記高電圧Ｅｈの印加によって、タングステ／電極１３
の先端部分に達したシールドガス（Ｇａｓ ）が゛電離
して透接母材５０に向って流れるが、本実施例では、更
に、タングステン１極１３と電極板２０との間に高周波
が印加されているためシールドガス（Ｇａｓ）の一部を
ｉガスレンズ１５を通過してシールドノズル１６かう噴
出する前に電離する。アルコ°ンやヘリウム等のシール
ドガスは蜜賠後この４４ ｉ％［状態（準安定状態）を
続ける性質があり、イタｌえは、シールドガスの流速を
１８１．／ｌｉｎ、 ７ ／レドノズル、３６先端匝
を１５−φとした場合に（ま上記準安定状態の保持時間
（１０Ｊ〜１０−２秒）の間に、シールドガス（Ｇａｓ
）の流れは２〜２０爛移動する。従って、シールドノ
ズル１６内で電離したシールドガス（Ｇａｓ） （以下
、ブリ電離ガスと云う）がその準安定状態を保持してタ
ングステン電極１３の先端部に運するように電極板２０
を設けておけば、火イ七放電に寄与する電離ガス量が、
従来の場合に比して、上記ノリ電離ガス量だけ増量する
ので、常に、高周波高電圧の印加後極めて短時間で放電
距離の長い安定した火花放電が発生する。この火花放電
がアーク放電に移行すると即ち点弧すると溶接電流検出
器３２が溶接電流を検出するので、該溶接電流検出器３
２が出力し、この出力により電磁開閉器４１が開路され
る。 本実施例では、火花放電の可能な距離が長くなることに
より、トーチ電極−溶接母材間距離を大きく１−ること
かできる。また、一旦アークが発生すれば、公知のアー
ク長自動制御回路により浴接トーチを溶接母材に倣わせ
るようにすることができる。 なお、本実施例と従来法の比較として、溶接スタート回
数５０回申５０回アークスタートした時の電極−母材閾
距ＦｌｉＩＬおよび高周波印加からアークスタートまで
の所要時間Ｔは各々表１のとおりである（但し、制周波
印加電圧や使用トーチなどの諸条件は．同一である）。 表 １ 本発明は、以上の実施例の他、ノズルが２重シールド構
造の場合には、外側シールドガス／Ｌ；に導電体材料を
用い、これ自身をｌＮＹ＆用電極としたものでも艮いし
、外側シールドノズルが絶縁体であれば、その外周に電
極板を固着したものでも良い。 更に、電離用電極の接地についても、電離用電極を母材
に直接接地したものでも良いし、高周波電流のみを流す
ためにコンデンサーを介して接地したものでも良いこと
は言うまでもない。 以上の如く、本発明によれば、アークスタートに際し、
高周波高電圧を、非消耗電極と溶接母材間だけでなく非
消耗電極とシールドノズル間にも印加してシールドガス
の少くとも一部を非消耗電極の先端部に達する前に、プ
リ電離させる構成としたことによって、火花放電に寄与
する電離ガス量を従来に比して増大させることができる
ので、実質上瞬時スタートを可能にして高周波高電圧に
よる電波障害を心配することなく点弧させることができ
る上、安定して確実な点弧が得られる。非消耗電極−溶
接母材間距離が従来に比して大きくなるので、溶接母材
の加工精度がよくな（・場合でも前記し１こセンサを設
けなくても容易に確実なアークスタートを行うことがで
きる。 従つ又、溶接ロボットのような無人化自動浴接装置や遠
隔操作の自動溶接装置へ採用すれば、大きな効果が期待
できる。 又、このような効果は、溶接トーチのシールドノズルに
電離用電極を取付け、これを非消耗電極−溶接母材間に
対する高周波高電圧の印加と同期して接地する構成とす
るだけで得ることができるので、所要コスト（ま少くて
済む。 ４、図面の簡単な説明 図は本発明によるアークスタート溶接方法の実施例を説
明する為の図である。 １０・・・溶接トーチ・ １３・・・非消耗電極１６・
・・シールドノズル ２０・・・シールドガス電離用電極板 ４０・・・市周波高電圧軍源。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 代理人 弁理士 小 林 傅
Claims (2)
- （１） 溶接トーチに保持された非消耗電極と溶接母
材との間に高周波高電圧を印加して溶接アークをスター
トさせる方法において、上記印加と同時に上記非消耗電
極と上記シールドノズル間に上記高周波高電圧を印加す
ることにより溶接アークをスタートさせることを特徴と
する溶接アークのスタート方法。 - （２）非消耗電極を取巻くシールドノズルを具える溶接
トーチにおいて、上記シールドノズルの外周面にシール
ドガス電離用電極板が固着され、上記非消耗電極と溶接
母材との間に高周波高電圧が印加されるアークスタ・−
ト時に上記電極板が接地されることを特徴とする溶接ｌ
・−チ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23049682A JPS59125271A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | 溶接ア−クのスタ−ト方法並びにその方法に用いる溶接ト−チ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23049682A JPS59125271A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | 溶接ア−クのスタ−ト方法並びにその方法に用いる溶接ト−チ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59125271A true JPS59125271A (ja) | 1984-07-19 |
Family
ID=16908677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23049682A Pending JPS59125271A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | 溶接ア−クのスタ−ト方法並びにその方法に用いる溶接ト−チ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59125271A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012130933A (ja) * | 2010-12-21 | 2012-07-12 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | Ｔｉｇ溶接装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5249951A (en) * | 1975-10-20 | 1977-04-21 | Mitsubishi Electric Corp | Method of preventing arc ignition miss in tig welding machine |
-
1982
- 1982-12-29 JP JP23049682A patent/JPS59125271A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5249951A (en) * | 1975-10-20 | 1977-04-21 | Mitsubishi Electric Corp | Method of preventing arc ignition miss in tig welding machine |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012130933A (ja) * | 2010-12-21 | 2012-07-12 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | Ｔｉｇ溶接装置 |
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