JPS6365431B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、非消耗電極を用いてアークを磁界に
よつてオシレートさせながら溶接する非消耗電極
アーク溶接方法に関するものである。

磁界によつてアークをオシレートさせる方法
は、高能率な溶接ができるために広く採用されて
いる。しかし、非消耗電極を用いたTIG又はTIG
ホツトアーク溶接におけるタングステン電極は、
円柱状であり、さらにアークスタートおよびアー
クの安定性を良好にするために、電極の先端を尖
頭状に形成している。そのために、アークが硬直
性を有し、溶接線方向へのアークの安定性と溶接
線に直角方向へのアークの安定性とは同程度にな
つている。第１図は従来から行われている磁界に
よつてアークをオシレートさせる非消耗電極アー
ク溶接方法を示す図である。同図ａは、溶接進行
方向に平行な方向からみた側面図であつて、通常
の溶接トーチ１から突出した円筒状の電極２と被
溶接材３との間にアーク４を発生させ、磁気回路
用鉄心５に巻回された磁気コイル６に、磁界制御
装置７から交流電流を通電して、磁界８を溶接進
行方向Ｘ―Ｙ方向に発生させ、アークを紙面と直
角な方向にオシレートさせながら溶接する場合を
示している。同図ｂは、同図ａの電極の先端部付
近を溶接進行方向からみた正面図を示し、その溶
接進行方向は紙面に直角な方向であり、かつアー
クのオシレート方向は紙面の左右Ａ―Ｂ方向であ
る。このような電極先端部付近まで円筒状の非消
耗電極を用いて交番磁界によりアークをオシレー
トさせる場合には、前述したようにアークに硬直
性があるために、アークを大きくオシレートさせ
るには、強力な磁界の変化を必要とする。さらに
アークを大きくオシレートさせるような場合に
は、第１図ｂに示すごとくオシレートの両端位置
でアーク長が大となるために、アークが不安定に
もなりやすい。そのために、特に、狭開先溶接に
おいては、側壁底部のコーナー部分に融合不良を
生じやすい欠点があつた。

本発明は、溶接線方向に対してはアークの硬直
性を有し、その方向にはアークが偏向することな
く、また逆に、溶接線に直角な方向には、アーク
の硬直性が弱くて、わずかな磁界の変化によつて
アークの偏向を大きく変化させることができるよ
うな形状にした非消耗電極を用いたアーク溶接方
法を提案したものである。

以下、本発明の溶接方法について図面を参照し
て説明する。

第３図ａ乃至ｃは、第１図の溶接トーチ１より
突出した非消耗電極２の先端部の拡大図を示す。
この非消耗電極２は、溶接トーチ１内の図示して
ない電極保持機構に接触する部分の断面形状が略
円形であつて、通常の電極保持機構によつて保持
されている。同図ａは正面図であつて、溶接線方
向に略直角な方向が、長方形断面の長辺をなして
おり、その幅は電極の円形断面の直径ｄに略等し
くなつている。また、この長辺端部を符号ｒで示
す面取りをすることによつてアークをオシレート
させやすくしている。同図ｂは、側面図であつ
て、溶接線方向Ｘ―Ｙが長方形断面の短辺をなし
ており、その幅がｔになつている。同図ｃは、電
極先端方向より見た平面図であつて、電極保持機
構に接触する部分の断面は、直径ｄの円形であ
り、電極先端部の断面は長辺ｄおよび短辺ｔの長
方形になつている。

このような形状の電極を用いて第１図に示すよ
うな磁界発生装置から第４図ｂの溶接進行方向に
平行な方向からみた溶接部付近の側面図に示すよ
うに、矢印８の方向に交番磁界を加えて、同図ａ
の溶接進行方向からみた溶接部付近の正面図に示
すように、矢印Ａ―Ｂ方向にアークをオシレート
させる。この場合の実施例としてタングステン電
極の断面が円形の部分すなわち溶接トーチ内の保
持機構に接触する部分の直径は6.4mmであり、先
端部の長方形断面の長辺ｄを6.4mmとしその短辺
ｔを１〜２mmとし、溶接電流を250A、交番磁界
の磁束密度を20ガウスでアークをオシレートさせ
ながら溶接したビード・オン・プレートの結果を
第５図に示す。この実施例においては、ビード幅
Ｗが16mmであつて、かつ均一な溶け込み深さＰが
得られていることからアークのオシレート位置の
変化によるアーク長の変動がなく、かつ安定した
アークが得られていることがわかる。このような
幅広い一定断面形状のビードが得られることか
ら、本発明の溶接方法は、肉盛溶接にも好適であ
る。この実施例と従来の先端部が尖頭状の円柱状
電極を使用した従来例とを比較するために、電極
先端形状以外の他の溶接条件を同一にし、電極先
端形状のみを異にした従来の尖頭状の電極によつ
て溶接した場合には、第２図に示すように、ビー
ド幅Ｗが13mmであつて、本発明の実施例よりも小
さいだけでなく、ビードの断面形状においてもビ
ードの中央部分が下方に凸形状になつて均一な溶
け込み深さが得られていない。これは、アークの
オシレート位置によつてアーク長が変動している
ことを示している。したがつて、従来の電極先端
形状によつて、本発明と同様のビード幅を得よう
とすれば、実施例に使用した磁界よりも相当に大
なる強さの磁界を必要とするだけでなく、均一な
溶け込み深さのビードを得ることが困難である。

本発明の溶接方法に使用した非消耗電極の断面
形状としては、前述した円柱状の電極の先端部分
を第３図ａ乃至ｃに示す形状に加工した電極の他
に、第６図ａ乃至ｃのそれぞれ正面図、側面図お
よび平面図に示すように、長方形の板材によつて
形成してもよいし、さらには略正方形又は多角形
断面を有する電極の先端部分を第７図ａ乃至ｃの
正面図、側面図および平面図に示すような形状に
加工してもよい。

本発明の溶接方法は、非消耗電極の他に、常温
の溶加材さらには、常温以上の溶加材（ホツトワ
イヤ）を付加することによつて、さらに高能率な
肉盛その他の溶接をすることができる。

また、本発明の溶接方法は、アーク長を一定に
保持したままで、わずかな磁界の変化によつて、
アークを円滑に制御することができるために、例
えばオシレート速度をオシレート位置によつて変
化させたり、アークをオシレートの両端で一時的
に停止させることも容易にできるので、積極的に
ビード両端部の溶け込み深さを確保することがで
きる。また、本発明の溶接方法を隅肉溶接に適用
する場合には、第８図ａの正面図およびｂの平面
図に示すように溶接進行方向Ｘ―Ｙと電極先端の
長方形断面の長辺に直角な方向PQとの間に、角
度αを持たせて肉盛形状またはビード断面形状を
適正に制御することもできる。

以上のように本発明の非消耗電極アーク溶接方
法によれば、非消耗電極先端の断面形状を略長方
形又は非消耗電極を帯状にしてその長辺が溶接進
行方向に略直角又はある角度を持たせるように配
置しておいて、その長辺と直角方向に、従来の円
形断面の電極に印加するよりも弱い交番磁界をか
けるだけで、アークをその長辺の方向に容易にオ
シレートさせることができ、かつ実際のアーク長
が変化しないので溶け込み深さが均一な幅広い断
面形状の溶接ビードを得ることができ、さらに
は、交番磁界の波形、周波数を変化させることに
よつて溶接ビードの断面形状の各溶接方法に適合
し得るように積極的に容易に変化させることがで
きる。しかも、長方形断面の長辺方向にはわずか
な磁界の変化によつて容易にアークをオシレート
させることができ、かつ長辺と直角方向にはアー
クの硬直性が大でアークのふらつきがなく安定し
たアークを維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａおよびｂは、従来の電極先端が尖頭状
の非消耗電極を用いて、磁界によつてアークを溶
接進行方向に直角な方向にオシレートさせた場合
の溶接部付近の側面図および紙面に直角な溶接進
行方向からみた溶接部付近の正面図、第２図は第
１図に示す電極を用いて溶接した場合のビードの
断面形状を示す図、第３図ａ乃至ｃは、本発明の
溶接方法に係る非消耗電極先端部の正面図、側面
図および平面図、第４図ａおよびｂは第３図に示
す先端形状を有する電極から発生するアークをオ
シレートさせた場合のアークの広がりを説明する
図、第５図は第３図に示す先端形状を有する電極
から発生するアークをオシレートさせて得られた
ビードの断面形状を示す図、第６図ａ乃至ｃおよ
び第７図ａ乃至ｃはそれぞれ本発明の溶接方法に
係る非消耗電極の他の先端形状の正面図、側面図
および平面図、第８図ａ及びｂは本発明の溶接方
法を隅肉溶接に適用した場合の溶接進行方向から
みた正面図および平面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非消耗電極と被溶接材との間に発生するアー
   クに交番磁界を印加してアークをオシレートさせ
   ながら溶接する非消耗電極アーク溶接方法におい
   て、先端部付近の断面形状が略長方形である非消
   耗電極から発生したアークに交番磁界を印加して
   アークを前記電極断面の長辺方向にオシレートさ
   せて溶接ビード形状を制御しながら溶接する非消
   耗電極アーク溶接方法。 ２ 溶接トーチ内の電極保持機構に接触する部分
   の前記非消耗電極の断面形状が略円形である特許
   請求の範囲第１項に記載の非消耗電極アーク溶接
   方法。 ３ 前記非消耗電極先端部付近の断面の長辺の両
   端部が面取りされている特許請求の範囲第１項に
   記載の非消耗電極アーク溶接方法。 ４ 前記電極先端部附近の断面の長辺に略直角な
   方向を溶接進行方向とし、溶接進行方向に交番磁
   界を印加することにより、溶接進行方向と略直角
   な方向にアークをオシレートさせる特許請求の範
   囲第１項に記載の非消耗電極アーク溶接方法。