JPS629774A - ア−ク溶接機 - Google Patents

ア−ク溶接機

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JPS629774A
JPS629774A JP15050585A JP15050585A JPS629774A JP S629774 A JPS629774 A JP S629774A JP 15050585 A JP15050585 A JP 15050585A JP 15050585 A JP15050585 A JP 15050585A JP S629774 A JPS629774 A JP S629774A
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JP
Japan
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welding
wire
welding wire
tip
spiral
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JP15050585A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Matsui
仁志 松井
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は溶接しようとする部位に溶加材として作用する
溶接ワイヤを突出させた構造のアーク溶接機に係り、特
にウィービング機能を備えたアーク溶接機に関するもの
である。
〔従来技術〕
従来のアーク溶接機は、第8図に示されるように、溶接
トーチ2の給電チップ4から消耗電極である溶接ワイヤ
6が突出されており、対向配置された溶接ワイヤ6と被
溶接材である母体8とに溶接電源10からパワーケーブ
ル12(12A、12B)を介して給電され、溶接ワイ
ヤ6と母体8との間でアーク14の発生が維持されるよ
うになっている。溶接トーチ2は図示しない加振機構に
よって、母体8の継目8A延在方向と直交する方向(矢
印A方向)に振動するようになっており、これによって
入熱を分散させて継目8Aに沿った所定幅の溶接ビート
9が形成されるようになっている。溶接ワイヤ6はワイ
ヤリール16に巻かれており、コンジットケーブル18
内を挿通されて溶接トーチ2の給電チップ4から突出す
るように保持されている。なお符号20は溶接ワイヤ6
を送り出すための送給ローラ、符号22は給電チップ4
から突出する溶接ワイヤ6をまっすぐな状態にするため
の矯正ローラである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の溶接機においてウィービングをおこなわせるため
には、第9図に示すように溶接トーチ2を図示しない加
振機構によって振動させ、給電チップ4から突出する溶
接ワイヤ6の先端部6Aを矢印Bのように振動させるこ
とが必要で、加振手段を設ける必要上それたけ溶接機の
構造が複雑となっていた。
また前記した機械的加振手段に替えて、給電チップから
突出する溶接ワイヤ6の先端部6Aを挾んで交番磁場発
生機構を設け、アーク14を第9図矢印B方向に振らせ
るという技術もあるが、さらに一層複雑になるという欠
点があった。
また従来のアーク溶接機を用いて高速溶接をおこなう場
合に、溶接ビート9の蛇行を防ぐには溶接トーチ2を高
周波数で振動させることが必要であるが、従来の加振手
段による振動数には限界があり、十分な高周波数が得ら
れず溶接速度を高めることができないという問題点があ
った。
本発明は前記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、
その目的は別途加振手段を設けることなくウィービング
が可能なアーク溶接機を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係るアーク溶接機は、溶接ワイヤを溶接しよう
とする部位に突出させた構造のアーク溶接機において、
前記溶接ワイヤは所定温度以上となったときに螺旋形状
となる形状記憶処理が施されていることを特徴とするも
のである。
〔作用〕
本発明によれば、溶接しようとする部位に突出し溶加材
として作用する溶接ワイヤは、アーク熱によって変態温
度以上に高められて螺旋形状に再生される。そして溶接
の進行とともに溶接ワイヤの先端溶融部の位置がコイル
線に沿って変動し、アーク発生点が母材の継目幅方向に
変位してウィービング作用を営む。
〔実施例〕
次に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図および第2図は本発明の一実施例を示すもので、
溶加材である溶接ワイヤを消耗電極として使用するアー
ク溶接機に本発明を適用した場合を示している。溶接機
の全体構造としては従来の溶接機(第8図参照)と同様
であるため、異なる部分のみを説明し、その他の部分に
ついては同一の符号を付すことによってその説明は省略
する。
本実施例に係るアーク溶接機の従来の溶接機(第8図参
照)と異なる点は、従来使用されている溶接ワイヤ6に
代えて第3図(a)に示されるような螺旋形状の記憶処
理のほどこされているFe−27Ni−0,4C合金製
の溶接ワイヤ26を用いている点と、溶接トーチ2に加
振手段が設けられていないという点である。
溶接ワイヤ26には、第3図(a)に示されるように、
その螺旋ピッチPおよび螺旋径dが各螺旋コイルについ
てすべて同一の大きさとなる螺旋形状処理が施されてい
る。この溶接ワイヤ26の形状記憶処理方法としては、
Fe−27Ni−0,4合金製溶接ワイヤを変態温度で
ある400℃以上で第3図(a)に示すような螺旋形状
に加工し、そして変態温度(400”C)以下で一旦直
線上に伸長する。第4図(a)は、第3図(a)に示す
螺旋形状に加工した溶接ワイヤを第3図(a)矢印C方
向に伸長して直線上にした状態を示すもので、第3図(
a)符号30で示すコイル横断面の同一位相点を結ぶ連
続線は第4図(a)符号30で示される連続線位置とな
っている。なお第3図(a)、第4図(a)において0
い0.・・・はピッチ基準点で、0nNOn+1=Qと
なっている。第4図(a)に示されるような状態に伸長
された溶接ワイヤ26は、そのごワイヤリール16に巻
回されて溶接に利用される。
溶接ワイヤ26は、送給ロール20によって送給され、
溶接トーチ2の給電チップ4から突出される際に、アー
ク電流による抵抗発熱やチップからの伝熱によってFe
−27Ni−0,4C合金の変態温度(400℃)以上
に加熱されて第3図(a)のような、螺旋形状になる。
給電チップ4から突出する螺旋形状溶接ワイヤ26は、
第3図(a)に示す形状を保って、即ち螺旋コイル周方
向に変位することなく第3図(a)下方向に送出される
。ところが溶接ワイヤ26は所定速度で溶融するのでワ
イヤ26の先端溶融部26Aは螺旋コイルに沿って矢印
り方向に移動し、第5図に示すように、径dの幅のウィ
ービング作用が生ずる。また送給ロール20の送り速度
とワイヤ26の溶融速度とを同一に設定すれば、母材8
とワイヤの先端溶融部26Aとの距離、即ち電極間距離
りを常に一定に保つことができる。そして第2図に示す
ように、溶接トーチ2を矢印E方向に走行させることに
より所定幅の溶接ビード29を形成できるようになって
いる。また第3図(a)に示す螺旋形状の螺旋コイル径
dを大きくすればそれだけウィービングの振幅を大きく
することができるので、形状記憶させる螺旋コイル径d
を変えることにより任意幅のビードを形成することが可
能となる。
このように本実施例によれば、溶接機に何ら特別の加振
手段を設けることなくウィービングを行うことが可能と
なる。また螺旋コイルのコイル径dを小さくして設定し
て継目部8Aに対する芯ずれ裕度や隙間裕度を拡大でき
、一方コイルを大きく設定して浅く幅広いビード部を形
成する等、高能率の肉盛りが可能となる。また溶接トー
チ2を傾けることなくワイヤ先端溶融部26Aを傾斜状
態に保持できるので、従来のアーク溶接におけるビート
幅よりもより幅広いビートが得られる。さらにまたウィ
ービング周波数はコイルピッチPの大きさに依存するの
で、コイルピッチPを小さくしてウィービング周波数を
高め、従来の技術では得られない高周波数ウィービング
が可能となり、高速溶接を行ってもビートが蛇行するこ
とがない。
第6図は本発明の第2の実施例の要部を示す図で、この
第2の実施例では、溶接ワイヤ36としてFe−27N
i−0,4合金製溶接ワイヤにこの第6図に示すような
螺旋形状の記憶処理が施されたものが用いられている。
この螺旋形状は隣合う螺旋コイルのコイル径d□〜d7
がdl<di<aa<a、、d。
<d、<d5<d4で、隣合う螺旋コイルのコイルピッ
チPユ〜P7が全て同一となっており、7コイルごとに
周期的にこの螺旋コイルのコイル径変化が繰り返される
形状となっている。なお、この第6図において、01〜
07は各コイルのピッチ基準点であり、a1〜a8はn
t秒後(nは整数、tは単位時間)における溶接ワイヤ
36の先端溶接部36Aの位置を示しており、溶接ワイ
ヤ36の送り速度をVとするとan””an÷1=vt
となっている。
溶接ワイヤ36はFa−27Ni−0,4C合金(変態
温度400℃)製のワイヤに前記のような形状記憶処理
を施したものであり、その処理を施すには、まずFe−
27Ni−0,4C合金製溶接ワイヤを変態温度(40
0℃)以上で第3図(b)、第6図に示すような形状に
加工し、そして変態温度(400℃)以下で一旦直線上
に伸長する。第4図(b)は、第3図(b)に示す螺旋
形状に加工した溶接ワイヤを展開して第3図(b)矢印
F方向に伸長することにより、溶接ワイヤを直線上にし
た状態を示すもので、第3図(b)符号40で示すコイ
ル横断面の同一位相点を結ぶ連続線が第4図(b)符号
41で示される連続線位置となるように螺旋形状溶接ワ
イヤを展開して伸長し、その後ワイヤリール16に巻回
するようになっている。仮に、第3図(a)に示される
ような隣り合う螺旋コイルのコイル径およびコイルピッ
チを同一の大きさとする螺旋コイルを第4図(b)に示
すように展開して直線状としただけでは、アーク熱によ
って螺旋形状に再生はされるが、給電チップ先端部4A
から送り出されるワイヤの方向は給電チップ4のワイヤ
挿通孔軸心から常に一定の方向に定まっており、溶接ワ
イヤの溶融速度とワイヤ送出速度が同じと考えると、継
目部8Aに対するワイヤ先端溶融部の位置は常に同一位
置に位置することとなってウィービングが生じない、そ
こでこの第2の実施例では隣り合う螺旋コイルのコイル
径dnとdn+1を異ならしめて溶接ワイヤ先端溶融部
36Aが変位するようにしているのである。
溶接ワイヤ36の先端溶融部36Aの位置変化が第7図
(a)〜(i)に示されている。いま溶接ワイヤ36の
溶融速度と溶接ワイヤ36の送り速度(送給ローラ20
によるワイヤ送給速度)とが同一速度であるとする。な
お、溶接トーチ2の継目部8Aに沿った走行により溶接
ワイヤ36全体が継目部8Aに沿って変化するが、継目
部8Aに直交する方向に(以下、これを幅方向という)
への変位には影響を与えないことから、溶接ト一チ2の
走行によるワイヤ先端溶融部36Aの継目部8A延在方
向の変位を無視して説明する。
まず最初に給電チップ4の先端部4Aから溶接ワイヤ3
6の先端溶融部36Aまでの長さをa0〜a1=Qであ
るとき、を秒後には溶接ワイヤ36が給電チップ4の先
端部4AからQ(=vt=a。
〜ax)だけ送出されて溶接ワイヤの先端溶融部36A
は符号a1で示される位置となり、幅方向にaoで示さ
れた当初の位置に比べてe□だけ変位する。次に2を秒
後には給電チップ先端部4Aから溶接ワイヤ36がQ 
(=vt=a、〜a、)だけ送り出されて第7図(c)
に示されるような状態となり、ワイヤ先端溶融部36A
は符号a2で示される位置となり、その位置は第7図(
b)に示すa□位置よりさらにe2だけ幅方向に変位す
る。次に3を秒後にはさらにΩ(=vt=a、〜aa)
だけ送り出され、第7図(d)に示されるように。
溶接ワイヤ36の先端溶融部36Aは符号a3で示され
る位置となり、その位置は第7図(c)に示すa2位置
よりさらに幅方向にe、たけ変位する。
次に4を秒後には溶接ワイヤ36がさらにQ(=vt=
a4〜as)だけ送り出され、第7図(e)に示される
ように、溶接ワイヤ36の先端溶融部36Aは符号a4
で示される位置となり、その位置は第7図(d)に示す
a3位置よりさらにe4だけ幅方向に変位し、溶接ワイ
ヤ先端溶融部36Aが最も振れた状態となる。次に5を
秒後には第7図(f)に示されるような状態となって溶
接ワイヤ36の先端溶融部36Aは符号a、で示される
位置となり、その位置は今まで(第7図(a)〜(e)
)とは逆方向にesだけ変位する。更に6を秒とには第
7図(g)、7を秒後には第7図(h)、8を秒後には
第7図(i)それぞれ示されるような状態となる。そし
て溶融部36Aのそれぞれの変位量は前記第7図(a)
〜(e)に示された溶接ワイヤ先端溶融部36Aの変位
方向とは逆方向にそれぞれeいe?*e@だけ変位し、
8を秒後には溶接ワイヤ先端溶融部36Aの当初の位置
a、(第7図(a)参照)と同位置まで戻8ようになっ
ている。
第7図(a)〜第7図(e)に至るまで、すなわちO〜
4を秒後までは第2図矢印G方向に溶接ワイヤ先端溶融
部36Aが変位し、第4図(e)〜(i)、すなわち4
を秒後から8を秒後に至るまでは第2図の矢印G方向と
逆方向に溶接ワイヤ先端溶融部36Aが変位するように
なっており、溶接トーチ2を第2図矢印E方向に走行さ
せることにより、Σeiに相当する所定幅の溶接ビート
29を形成できるようになっている。
なお前記第2の実施例では隣合う螺旋コイルのコイル径
を変えるように構成しているが、各螺旋コイルdは同一
とし、隣合う螺旋コイルのコイルピッチPを変えること
により、隣合う螺旋コイルのコイル長さをそれぞれ異な
らしめ、これによって溶接作業の進行により溶融する溶
接ワイヤ先端部を振らせること、即ちウィービング作用
を行わせることも可能である。さらに隣合うコイルのコ
イル径dおよびコイルピッチPをそれぞれ異ならしめて
ウィービング作用を行うように構成することも可能であ
る。
また前記実施例では溶接ワイヤ26.36としてFe−
’27Ni−0.4C合金を用いたものを使用したが、
このFe−27Ni−0,4C合金に限定されるもので
はなく、溶接ワイヤとして使用できるものであって形状
記憶処理の可能な形状記憶合金、たとえばTi−5ON
i(変態温度60〜78℃) 、Ti−Ni−Cu (
同80〜85℃) 、Cu−13,5Zn−8A Q 
(同146℃) 、Au−29Cu−45Zn (同5
7℃) 、Fe−33Ni−LOCo−47i等を用い
るようにしてもよい。
また前記実施例では、溶接ワイヤ26、を電極として用
いる場合について説明したが、TIG溶接のように溶接
ワイヤを単に溶加材としてのみ用いる場合にも本発明を
適用できることはいうまでもない。
〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように、本発明によれば高速ウ
ィービングの可能な非常に構造の簡潔なアーク溶接機を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例の全体概要図、第2図は
その要部斜視図、第3図(a)、(b)は本発明に使用
される溶接ワイヤに形状記憶処理をほどこした状態を示
す図、第4図(a)、(b)はそれぞれ第3図(a)、
(b)に示す螺旋形状コイルを直線状に伸張加工した状
態を示す状態図、第5図は本発明のウィービング状態を
示す要部拡大図、第6図は本発明の第1の実施例に用い
られる溶接ワイヤの斜視図、第7図(、)〜(i)は本
発明の第2の実施例に使用する溶接ワイヤのウィービン
グ作用を説明する説明図、第8図は従来のアーク溶接機
の全体概要図、第9図はその要部拡大図である。 2・・・溶接トーチ 4・・・給電チップ 8・・・母材 8A・・・継目部 26.36・・・溶接ワイヤ 26A、36A・・・溶接ワイヤ先端溶融部29・・・
ビート。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)溶接ワイヤを溶接しようとする部位に突出させた
    構造のアーク溶接機において、前記溶接ワイヤは、所定
    温度以上となったときに螺旋形状となる形状記憶処理が
    施されていることを特徴とするアーク溶接機。
JP15050585A 1985-07-09 1985-07-09 ア−ク溶接機 Pending JPS629774A (ja)

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