JPS626907B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は溶接ワイヤを通電加熱し、赤熱され
た、あるいは加熱されて半溶融状態になつた溶接
ワイヤを、例えばテイグアークまたはプラズマア
ークなどで溶かして溶接する装置に関するもので
ある。

従来この種の装置として、第１図に示すものが
あつた。図において、１は溶接ワイヤ、２は溶接
ワイヤを加熱するためのAC電源で、ワイヤ１に
給電するためのコンタクトチツプ３と母材４とに
接続されている。５はワイヤ送給装置で、ワイヤ
リール６から引きだされたワイヤ１をコンタクト
チツプ３を通して母材４に送給するようになつて
いる。７は直流溶接電源であり、負極側はテイグ
トーチ８内のタングステン電極９に接続され、正
極側は母材４に接続されて、タングステン電極９
と母材４間に、いわゆる正極性テイグアーク１０
が点弧される。

正極性テイグアーク１０によつて溶接ワイヤ１
および母材４が溶融して、溶接ビード１１が形成
されるが、溶接ワイヤ１は溶接方向に対して後方
から送給され、挿入位置は正極性テイグアーク１
０のすぐ後ろのまだ凝固していない溶融プールに
常に突つこむようにして送給される。

溶接ワイヤが溶融プールに接触または突つこん
でいるとAC電源２によつて溶接ワイヤ１に電流
が流れ、溶接ワイヤ１が加熱されるので、ワイヤ
が直接正極性テイグアーク１０に接触していなく
ても、加熱条件が適正であれば溶融プールの保有
熱で、溶融する。

したがつてこの方法は少ないアーク電流で溶接
ワイヤ１の溶着量を増加させる方法として意味が
ある。

ワイヤ加熱電源としてAC電源２を用いている
理由は、溶接ワイヤ１に流れる電流の方向が変化
するため、正極性テイグアークの磁気吹きが発生
しにくいためである。

しかしながら、従来の装置は以上のように溶接
ワイヤ１を後方から挿入して常に溶接ワイヤ１が
溶融プールに接触する状態で溶接されるので、溶
融池において溶接ワイヤ１が溶けるに十分な保有
熱が存在していないと、溶接ワイヤの一部が未溶
融となつてしまい、その結果溶接欠陥の発生を引
き起こしやすい。また、溶接速度を速くすると溶
融池の保有熱は急激に減少するので、ワイヤの溶
融量も減少し、溶接ワイヤ１が溶融池の底部に当
たるようになつてしまうので、溶接速度に応じ
て、ワイヤ送給量、およびワイヤに流す電流の量
を微妙に変化させてやる必要があり、またこの調
整は非常に煩雑なものであつた。

さらに従来の装置では、溶接ワイヤ１が完全に
溶融池に接触している場合には安定に溶接できる
が、一度溶接ワイヤ１が、溶融池から離れてしま
うと、正極性テイグアーク１０の一部が溶接ワイ
ヤ１に移り、溶接ワイヤ１からもアークが発する
ようになり、その後の溶接が不安定になるという
欠点もあつた。

この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、ワイヤ加熱電源と
して直流電源を使用し、また溶接ワイヤの挿入位
置は、溶接方向に対して正極性テイグアークより
も前方に挿入することにより、溶接条件の調整が
簡単で、溶接ワイヤが母材から離れても安定に溶
接できる溶接装置を提供することを目的としてい
る。

以下この発明の一実施例を図について説明す
る。第２図において１および３〜11は第１図と同
じまたは相当するものを示しているため説明を省
略する。１２はワイヤ加熱用直流電源であり、正
極側は母材４に、負極側はコンタクトチツプ３に
接続されている。

溶接ワイヤ１は正極性テイグアーク１０内に向
けて挿入されており、溶接進行方向に対して溶接
ワイヤ１はテイグトーチ８よりも先行するように
なつている。

本発明においては溶接ワイヤ１はワイヤ加熱用
直流電源１２によつて通電加熱されるが、通電方
法は従来の方法と同様である。

まず、溶接ワイヤ１を送給しながらワイヤ加熱
用直流電源１２を投入し、溶接ワイヤ１に電流を
流すが、この時溶接ワイヤ１が赤熱または半溶融
状態になるように、通電電流値を調整する。

調整が終了後、正極性テイグアーク１０を点弧
させ、そのアーク内に通電された溶接ワイヤ１を
挿入する。溶接ワイヤ１が、母材４に接触してい
る場合には溶接ワイヤ１は通電によつて加熱され
るが、正極性テイグアーク１０に流れる電流の方
向と、溶接ワイヤ１に流れる電流の方向は、ほぼ
等しいのでアークは溶接ワイヤ１の方向に偏向す
るようになり、溶接ワイヤ１は偏向した正極性テ
イグアーク１０によつてつつまれるようになり、
溶接ワイヤ１は今まで以上に加熱され、ついに
は、ワイヤ１に対しては過大入熱になつて、溶接
ワイヤ１は溶融し、切断されて、溶滴となつて母
材上に移行する。溶接ワイヤ１が切断されると、
ワイヤ加熱用直流電源１２からの電流供給は停止
する。（ただしワイヤ加熱用電源１２の無負荷電
圧は、溶接ワイヤ１と、母材４間にアークが発生
しないように低く調整しておく） 溶接ワイヤ１への通電が停止すると、正極性テ
イグアーク１０の偏向も停止するので、溶接ワイ
ヤ１へのテイグアークからの入熱も減少し、溶接
ワイヤ１はすみやかに正極性テイグアーク１０内
を通過し、再び母材４と短絡して通電加熱され
る。その後は再び正極性テイグアーク１０は溶接
ワイヤ１の方向へ偏向して、上記サイクルを繰り
返すようになる。

本発明による装置で溶接を行なうと溶接ワイヤ
１が切断されて母材４より移行する回数は１秒間
に10〜30回程度であり、非常に規則正しく移行す
るので、アーク現象は安定している。

以上説明した事項を、第３図に時間経過に伴つ
て示す。第３図ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆにおいて
符号１，３，４，８，９，１０は第１図と同じま
たは相当するものを示し、１３は正極性テイグア
ーク１０によつて先端が溶融したことにより生じ
た溶融である。

上記実施例ではワイヤ過熱用電源として直流電
源を用い、正極側を母材４に負極側をコンタクト
チツプ３に接続しているが、この接続を逆にした
場合には、通電された溶接ワイヤ１が母材４と接
触すると正極性テイグ溶接アーク１０は、溶接ワ
イヤ１と逆の方向に偏向するので、溶接ワイヤ１
にアークが作用せず、溶接ワイヤ１を溶融および
切断することが出来ず、溶接ワイヤ１が母材４に
衝突し、溶接が不可能である。

またさらに、溶接ワイヤ加熱電源として従来の
ようなAC電源を用いた場合には、溶接ワイヤ１
と母材４間で不安定なアークが発生しやすくな
り、良好な溶接が出来ない。

なお上記実施例ではワイヤ加熱用電源として直
流電源を用いているが、その電源特性は第４図に
示すようなほぼ定電圧特性を有するもので、無負
荷電圧が調整可能なものであればよい。すなわ
ち、通常のミグ溶接で使用される溶接機と同様の
電源であれば良く、何ら、通電加熱用の特別仕用
の電源を用いる必要がない。

この発明においては、溶接ワイヤ１が溶融し母
材４に移行する重要な因子は、ワイヤに通電する
電流値と正極性テイグアーク１０の電流であり、
従来のような、溶接ワイヤ１が挿入される溶融プ
ールの保有熱とはあまり関係がないので、溶接速
度を変えてもワイヤ溶融量が変化する度合が少な
い。したがつて溶接速度が遅い領域（100mm／分
程度）から速い領域（700mm／分程度）まで、各
条件を変化させなくても安定に溶接できる効果が
ある。さらに溶接ワイヤ１は従来のように常に溶
融池と接触させておく必要はなく、溶接ワイヤの
位置管理を緩和することができる。また、周期的
に溶接ワイヤが母材から離れる状態でも安定な溶
接が可能である。

さらにまた溶着量も飛やく的に増大し、例えば
テイグ溶接アークの電流を150Aに設定し、ワイ
ヤ（0.9φワイヤ）に通電する電流を50Aに設定
した場合、溶接ワイヤの溶融量は25ｇ／分とな
り、従来のコールドワイヤを添加した場合の10
ｇ／分程度に比べて、大幅に溶着量の増大がはか
れるという効果がある。そのほかワイヤ加熱用電
源として従来のミグタイプの直流電源が使用でき
るため、装置が安価にでき、ミグ溶接機との兼用
としても使用できるので経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のワイヤ通電加熱を用いたテイグ
溶接装置を示す構成図、第２図はこの発明の一実
施例によるワイヤ通電加熱を用いたテイグ溶接装
置を示す構成図、第３図はこの発明による溶接現
象を時間経過にしたがつて説明した状態図、第４
図はこの発明に用いるワイヤ加熱用電源の外部特
性を示す特性図である。 なお図中、同一符号は同一、または相当部分を
示す。１…溶接ワイヤ、４…母材、７…直流溶接
電源、８…テイグトーチ、１２…ワイヤ加熱用直
流電源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶接ワイヤと母材との間に給電して溶接ワイ
   ヤを通電加熱し、加熱された溶接ワイヤを溶かし
   ながら溶接を行なう溶接装置において， (イ) 溶接ワイヤ加熱用電源は無負荷電圧を調節可
   能なほぼ定電圧特性を有した直流電源とし； (ロ) 上記溶接ワイヤの挿入位置は、溶接部より溶
   接進行方向前方とし； (ハ) 溶接用電源も直流にし、その負極側に溶接電
   極を接続し、かつ正極側に母材を接続し； (ニ) 上記溶接ワイヤ加熱用電源の上記溶接ワイヤ
   および上記母材に対する正負接続極性を上記溶
   接用電源の上記溶接ワイヤおよび上記母材に対
   する溶接極性と同じにし； たことを特徴とするワイヤ通電加熱式溶接装置。