JPS5915749B2 - 高圧用ｔｉｇ溶接ト−チ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＴＩＧ溶接では、不活性ガス中でタングステン電極と母
材の間でアークを発生させ溶接するが。

タングステン電極をいためないでアークを発生させるに
は、ふつラはタングステン電極と母材の間に高周波電流
を流し、不活性ガスであるヘリウムとかアルゴンガスを
イオン化させ、タングステン電極を母材に接触させない
ようにする。このさい自動溶接を行う場合は、トーチは
固定されているため、母材とノズルとタングステン電極
との関係は変ることはない。しかし、高水深中において
。チャンバ内の高圧ガス中でＴＩＧ溶接する場合は。９
通常のアーク長である３ｍｍくらいでは、高周波電流
を流してもアークを発生させることはできず。

０．５！ｎｍくらいまで接近させなければならない。

この状態でアークを発生させるとアーク長Ｏ、５ｎのま
までは溶接できないのである。手動溶接であれ？０ ば
、アーク発生後はトーチ引上げ、通常の溶接条件である
アーク長を３７！ＬｇＬくらいに保てばよいが。自動溶
接では既述のようにトーチは固定されており、アークの
発生を容易にするためアーク長を短くし、０．５ｍｍく
らいにすると、アーク発生後、通１５常のアーク長に戻
すことは困難である。アークの起動と同時に、 ＴＩＧ
トーチ全体を引上げ、適正なアーク長に引上げる方式も
あるが、可動部の重量が増加し、機構が複雑かつ大型と
なＤ、シールド効果に大きな影響を与える母材とノズル
との間２０隔が変化しやすくなる。加ラるに母材−ノズ
ル間隔が長くなると、シールドガスとしてのヘリウムを
多量に流さなければならず、高価なガスを必要以上に流
すことは経済的にも好ましいことではな（、。２５更に
、高水深に相当する高圧中では環境ガスにはヘリウムに
酸素を添加したガスが使用される。

そして、シールドガスとしてはタングステン電極を酸化
させないヘリウムガスが使用されるが、このガスはアー
クの起動特性が悪く、タングステン３０電極と母材間隔
を０．５關くらいに保持しておいて、高周波電流を流し
てもアークが発生しないことがある。本発明はこれらの
問題点を解決するトーチの構造にかかわるものであＶ、
以下その構造の概要について説明する。３５第１図は、
このＴＩＧ溶接トーチの構造を示すものであＶ）６その
動作は次の如くである。

高圧ガス中で溶接するには、まずタングステン電極４と
母材１１の間隔ｇを短かくし６０．５龍くらいにとる。
そして６母材１１の溶接部及びタングステン電極４をノ
ズル８でシールドし、不活性のアルゴンを流して｝き、
アーク溶接機の電源を投入し６タングステン電極４と母
材１１の間に高周波電流を流すとアークを発生する。こ
の状態のままでは、タングステン電極４は母材１１に接
近しすぎているため、溶融金属の一部がスパツタとなつ
て飛散し、タングステン電極４に付着したｌ）．条件に
よつては溶融金属そのものがタングステン電極４に接触
するおそれもあ抵溶接中は適正な間隔である３關くらい
に保持しなければならない。

このため，アーク発生と同時に、これを信号としてタン
グステン電極４を引上げるための電磁コイル３に電流を
流す。この信号は浩接電流の流れることを利用してもよ
いし．無負荷電圧がアーク電圧となり、溶接機の２次側
の電圧が低下する現象を利用してもよい。電磁コイル３
に流れる電流により固定鉄心１は磁化され可動鉄心２は
スプリング５に抗して距離ｔだけ引上げられる。この引
上げ距離ｔは固定鉄心１のネジを回転心１のネジを回転
することにより調整される。可動鉄心２と連結されたタ
ングステン電極、この４を固定するチヤツク７及びチヤ
ツク受け８、通電筒１４．．これに固定された通電ケー
ブル９も同時に引上げられる。このときＴＩＧトーチ本
体ボデイ１５，絶縁物１６，１６″、ノズル８は固定さ
れたままで．通電筒１４がこれらの間で摺動する。この
動作により、アーク長はｇ」ｔと長くなる。つま幻、溶
接に適したアーク長である３ｍｍくらいになる。この方
式によれば．．ＴＩＣトーチ全体を引上げる方式と比較
し、可動部の重量が小さくなるため引上げに伴う振動も
少なく、取付け機構も簡単になｂ、高圧チヤンバという
狭い空間内に可能な限９小型化して収納し、自動溶接す
ることが要求される乾式水中ＴＩＧ溶接には最適な機構
である。

高圧の環境ガス中では、既述のように、ヘリウム中に酸
素を添加したガスが使用される。しかし、アークの起動
特性からは、シールドガスはヘリウム中に酸素を添加し
たガスよりもアルゴンの方がよいが，環境ガス中にあま
りアルゴンガスが入ると作業員の血液中にアルゴンガス
が溶込み、麻酔作用を起こすため，このアルゴンガスは
アーク発生時のみ必要最小限度流し、アーク発生後は停
止し、あとは環境ガスであるヘリウムガスのみで溶接す
ることが好ましいが，この件に関しては新規性はない。
さてこのため、これらの動作は自動的に行われることが
好ましく，起動スイツチ投入後、直ちに電源が入り，ア
ルゴンガスが流れ、このアルゴンガスが溶接部及びタン
グステン電極を充分シールドする時間である数秒間流れ
た後６自動的に高周波電流が流れ、アークを起動させ．
この信号を利用して，アルゴンの流出を自動的にとめる
ようにする。高周波電流はアークの起動を行うためのも
のであ楓浩接中は電流を切つておいてもよい。このため
，アルゴンの流出をとめるとともに高周波電流のスイツ
チを遮断するようにしても何ら差支えない。溶接終了後
は次の溶接準備のため６アーク長はもとの位置、つまＶ
）６タングステン電極４と母材１１との間隔はｇになる
位置に戻さねばならないが、溶接終了とともに、その信
号により電磁コイル３の電流は切れるので、可動鉄心２
と連結したタングステン電極４等はスプリング５の力に
より、元の位置に戻される。

このように．本発明になる装置を使用すれば，ヘリウム
ガスに酸素を添加する高圧の環境ガス中において、ＴＩ
Ｇトーチを固定する場合でも容易に溶接することが可能
になり６その作業性、溶接部の品質向上に資するところ
大であ気きわめて有効なる装置であるといえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明装置の構造を示す一実施例である。 １・・・・・・固定鉄心、２・・・・・・可動鉄心６３
・・・・・・電磁コイル． ４・・・・・・タングステ
ン電極， ５・・・・・・スプリング．８・・・・・・
ノズル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高水深において、チャンバを使用し、高圧のヘリウ
   ムガスに酸素を添加した環境ガス中でＴＩＧ溶接するさ
   い、高周波電流によるアークの起動特性を容易にするた
   め、タングステン電極をできるだけ母材に近づけてセッ
   トし、高周波電流により、タングステン電極と母材の間
   でアークを発生させ、アークを発生させると同時に、シ
   ールド効果を害さないためノズルと母材との間隔はその
   ままで、タングステン電極のみを電磁コイルにより自動
   的に所要の長さ引上げ、ＴＩＧ溶接に適したアーク長に
   保ち、溶接するＴＩＧ溶接用トーチ。