WO2018168084A1 - 複合溶接装置 - Google Patents

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和夫 喜田
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Definitions

  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a composite welding apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • the control device 1 of the composite welding apparatus includes a MAG welding torch 2, a TIG welding torch 3, a MAG welding gas valve 5, a TIG welding gas valve 6, a welding control unit 9, a welding output unit 10, and a high frequency.
  • An application unit 11, a filter 12, a MAG welding execution trigger 13, a TIG welding execution trigger 14, welding output switching contacts 15 to 18, and feeding device control signal switching contacts 19 and 20 are provided.
  • the MAG welding wire feeding device 7 is a device for feeding a welding wire when performing MAG welding.
  • the TIG welding filler wire feeding device 8 feeds a filler wire when performing TIG welding. It is a device for doing.
  • the welding control unit 9 is a MAG welding constant voltage control unit (constant voltage control unit in FIG. 1) and a TIG welding constant current control unit (constant current control unit in FIG. 1) as welding output control units of the welding output unit 10. ).
  • the welding output unit 10 outputs a desired welding voltage and current in accordance with a control signal from the welding control unit 9.
  • the welding output unit 10 includes a + side welding output terminal T1 and a ⁇ side welding output terminal T2.
  • the MAG welding execution trigger 13 is a device such as a manual switch or a remote controller, and has a function of giving a MAG welding execution command to the welding control unit 9 at an arbitrary timing.
  • the TIG welding execution trigger 14 is a device such as a manual switch or a remote controller, and has a function of giving a TIG welding execution command to the welding control unit 9 at an arbitrary timing.
  • the welding output switching contacts 17 and 18 close the contacts and supply the welding output of the welding output portion 10 to the TIG welding torch 3.
  • the TIG welding torch 3 is connected to the negative side welding output terminal T2 of the welding output portion 10.
  • the welding base material 4 is connected to the + side welding output terminal T1 of the welding output portion 10.
  • the polarity of the welding output of the welding output portion 10 connected to each torch is different between MAG welding and TIG welding.
  • the welding methods from which the polarity of welding output, such as MAG welding and TIG welding, differs can be implemented together.
  • the feeding device control signal switching contact 19 closes the contact and controls welding to a MAG welding wire feeding device driving servo amplifier (not shown).
  • the control signal of the unit 9 is supplied.
  • the feeding device control signal switching contact 20 is closed to close the contact and drive the TIG welding wire feeding device drive servo amplifier (not shown).
  • the control signal of the welding control unit 9 is supplied to
  • the composite welding apparatus is capable of opening and closing the welding output switching contacts 15 to 18 and the feeding device control signal switching contacts 19 and 20 by the welding control unit 9 and welding output control means (constant voltage control / By switching the constant current control), any welding method can be selected from MAG welding and TIG welding, and welding can be executed.
  • FIG. 2 is a timing chart showing an operation state when performing MAG welding.
  • the horizontal axis is time, and from the top, the MAG welding execution command signal, the MAG welding gas valve 5 on / off state, the welding output switching contacts 15 and 16 and the feeder control signal switching contact 19 on / off state.
  • the MAG welding output on / off state and the MAG welding wire feeder 7 on / off state are shown.
  • the sequence when performing MAG welding will be described.
  • the MAG welding execution command signal given to the welding control unit 9 by the MAG welding execution trigger 13 is turned on.
  • power is supplied to the MAG welding gas valve 5 by the welding control section 9, and the MAG welding gas valve 5 is turned on.
  • the welding control unit 9 outputs a command to turn on the welding output switching contacts 15 and 16 and the feeding device control signal switching contact 19. Since the operation time of each contact exists, the welding output switching contacts 15 and 16 and the feeding device control signal switching contact 19 are turned on at time t2.
  • the MAG welding output by the welding output unit 10 is started by the control signal of the welding control unit 9, and the MAG welding output is turned on. Further, the MAG welding wire feeding device driving servo amplifier is operated by the control signal of the welding control unit 9, and the MAG welding wire feeding device 7 is driven (ON). By maintaining the above state, MAG welding can be performed until an arbitrary time t4.
  • the MAG welding execution command signal given to the welding control unit 9 by the MAG welding execution trigger 13 is turned off.
  • the welding output of the welding output unit 10 is stopped by the control signal of the welding control unit 9, and the MAG welding output is turned off.
  • the operation of the servo amplifier for driving the MAG welding wire feeder is stopped by the control signal of the welding controller 9, and the MAG welding wire feeder 7 is stopped (turned off).
  • FIG. 3 is a timing chart showing an operation state when TIG welding is performed.
  • the horizontal axis is time. From the top, the TIG welding execution command signal, the TIG welding gas valve 6 on / off state, the welding output switching contacts 17 and 18, and the feeder control signal switching contact 20 on / off state 3 shows the on / off state of the high-frequency voltage output of the high-frequency applying unit 11, the on / off state of the TIG welding output, and the on / off state of the filler wire feeder 8 for TIG welding.
  • the TIG welding execution command signal given to the welding control unit 9 by the TIG welding execution trigger 14 is turned on at an arbitrary time t11.
  • power is supplied to the TIG welding gas valve 6 by the welding control section 9, and the TIG welding gas valve 6 is turned on.
  • the welding control unit 9 outputs a command to turn on the welding output switching contacts 17 and 18 and the feeder control signal switching contact 20. Since the operation time of each contact exists, the welding output switching contacts 17 and 18 and the feeder control signal switching contact 20 are turned on at time t12.
  • the composite welding apparatus of the present invention can carry out welding methods having different characteristics with a single welding apparatus, and is useful when a plurality of welding methods are required.

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Abstract

ＭＡＧ溶接とＴＩＧ溶接を選択的に切り換えて溶接を行う複合溶接装置であって、ＭＡＧ溶接が選択された場合は、溶接電圧および溶接電流を出力する溶接出力部（１０）のプラス側端子をＭＡＧ溶接用トーチ（２）に、マイナス側端子を溶接母材（４）に接続し、ＴＩＧ溶接が選択された場合は、溶接出力部（１０）のプラス側端子を溶接母材（４）に、マイナス側端子をＴＩＧ溶接用トーチ（３）に接続するようにした制御装置（１）を備える。

Description

複合溶接装置
　本開示は、ＭＡＧ（Metal Active Gas）溶接とＴＩＧ（Tungsten Inert Gas）溶接を選択的に切り替えて実行する複合溶接装置に関するものである。
　従来、ＭＡＧ溶接とＴＩＧ溶接の切替を可能にした複合溶接装置としては、１つの基盤にＭＡＧ用溶接トーチとＴＩＧ用溶接トーチを取り付け、それらの位置を調整することで溶接トーチを切換えるものがある（例えば、特許文献１または特許文献２参照）。
特開平５－８０４１号公報 特開昭５２－１２９６４９号公報
　しかしながら、上記従来の複合溶接装置は、溶接トーチの切換えについては示されているものの、電源部や制御部の構成がどのようなものかについては開示されていない。一般的にはＭＡＧ溶接とＴＩＧ溶接とは溶接出力の制御方法や必要な装置の構成が異なるため、ＭＡＧ溶接装置とＴＩＧ溶接装置のそれぞれが必要となり、設置スペースやコストの面で課題があった。
　本開示は、前記従来の課題を解決するもので、ＭＡＧ溶接とＴＩＧ溶接の電源部等を一体にした複合溶接装置を提供することを目的とする。
　本開示の一態様に係る複合溶接装置は、ＭＡＧ溶接とＴＩＧ溶接を選択的に切り換えて溶接を行う複合溶接装置であって、ＭＡＧ溶接が選択された場合は、溶接電圧および溶接電流を出力する溶接出力部の＋側端子をＭＡＧ溶接用トーチに、－側端子を溶接母材に接続し、ＴＩＧ溶接が選択された場合は、溶接出力部の＋側端子を溶接母材に、－側端子をＴＩＧ溶接用トーチに接続するものである。
　これにより、ＭＡＧ溶接とＴＩＧ溶接で共に必要な溶接出力部を共有することができ、２つの別個の溶接装置を用意する場合に比べて部品点数を大幅に抑えることができる。その結果、溶接装置の設置スペースを削減でき、またトータルコストも低く抑えることができる。
　本開示の一態様に係る複合溶接装置は、１台の溶接装置にて異なる特性を持つ溶接方法を実施することができ、別個の溶接装置を用いる場合に比べて、省スペース化、低コスト化を実現することができる。
本開示の実施の形態における複合溶接装置の構成図 同複合溶接装置のＭＡＧ溶接実施時の動作状態を示すタイミングチャート 同複合溶接装置のＴＩＧ溶接実施時の動作状態を示すタイミングチャート
　以下、本開示の一態様に係る複合溶接装置の一例について、図面を参照しながら、さらに詳しく説明する。
　図１は、本開示の実施形態における複合溶接装置の構成を概略的に示す図である。複合溶接装置の制御装置１は、ＭＡＧ溶接用トーチ２と、ＴＩＧ溶接用トーチ３と、ＭＡＧ溶接用ガスバルブ５と、ＴＩＧ溶接用ガスバルブ６と、溶接制御部９と、溶接出力部１０と、高周波印加部１１と、フィルタ１２と、ＭＡＧ溶接実行トリガー１３と、ＴＩＧ溶接実行トリガー１４と、溶接出力切替用接点１５～１８と、送給装置制御信号切替用接点１９、２０を備えている。
　ＭＡＧ溶接用トーチ２はＭＡＧ溶接を行う際に使用する溶接トーチで、ＴＩＧ溶接用トーチ３はＴＩＧ溶接を行う際に使用する溶接トーチである。
　ＭＡＧ溶接用ガスバルブ５はＭＡＧ溶接を行う際にＭＡＧ溶接用トーチ２に対して供給するシールドガスのオン／オフをするためのバルブで、ＴＩＧ溶接用ガスバルブ６はＴＩＧ溶接を行う際にＴＩＧ溶接用トーチ３に対して供給するシールドガスのオン／オフをするためのバルブである。
　溶接制御部９は、ＭＡＧ溶接用ガスバルブ５と、ＴＩＧ溶接用ガスバルブ６と、ＭＡＧ溶接用ワイヤ送給装置７と、ＴＩＧ溶接用フィラーワイヤ送給装置８と、溶接出力部１０と、高周波印加部１１と、溶接出力切替用接点１５～１８と、送給装置制御信号切替用接点１９、２０を制御する。
　ＭＡＧ溶接用ワイヤ送給装置７は、ＭＡＧ溶接を行う際に溶接用ワイヤを送給するための装置で、ＴＩＧ溶接用フィラーワイヤ送給装置８は、ＴＩＧ溶接を行う際にフィラーワイヤを送給するための装置である。
　また、溶接制御部９は溶接出力部１０の溶接出力制御手段として、ＭＡＧ溶接用定電圧制御手段（図１の定電圧制御部）及びＴＩＧ溶接用定電流制御手段（図１の定電流制御部）を備える。
　溶接出力部１０は、溶接制御部９からの制御信号に従って、所望の溶接電圧、電流を出力する。溶接出力部１０は＋側溶接出力端子Ｔ１、－側溶接出力端子Ｔ２を備える。
　高周波印加部１１は、ＴＩＧ溶接用トーチ３を使用してＴＩＧ溶接をする際、アーク溶接開始時にＴＩＧ溶接用トーチ３先端に取り付けるタングステン電極（図示せず）と溶接母材４の間に高周波高電圧を印加し、絶縁破壊を起こすことでアークスタートを促す。高周波印加部１１は、ＴＩＧ溶接用トーチ３と溶接出力部１０の間に接続されている。
　フィルタ１２は、高周波印加部１１により発生する高周波高電圧の影響から、溶接出力部１０、溶接出力切替用接点１５、１６、１７、１８、及び送給装置制御信号切替用接点１９、２０を保護するために設けるローパスフィルタであり、コンデンサ等の部品により構成される。
　ＭＡＧ溶接実行トリガー１３は手動スイッチやリモコンのような装置であり、溶接制御部９に対して任意のタイミングでＭＡＧ溶接実行指令を与える機能を持つ。同様に、ＴＩＧ溶接実行トリガー１４は手動スイッチやリモコンのような装置であり、溶接制御部９に対して任意のタイミングでＴＩＧ溶接実行指令を与える機能を持つ。
　溶接出力切替用接点１５、１６は、ＭＡＧ溶接用トーチ２を使用してＭＡＧ溶接をする際、接点を閉路して溶接出力部１０の溶接出力をＭＡＧ溶接用トーチ２に供給する。この時、ＭＡＧ溶接用トーチ２は、溶接出力部１０の＋側溶接出力端子Ｔ１と接続される。溶接母材４は、溶接出力部１０の－側溶接出力端子Ｔ２と接続される。
　溶接出力切替用接点１７、１８は、ＴＩＧ溶接用トーチ３を使用してＴＩＧ溶接をする際、接点を閉路して溶接出力部１０の溶接出力をＴＩＧ溶接用トーチ３に供給する。この時、ＴＩＧ溶接用トーチ３は、溶接出力部１０の－側溶接出力端子Ｔ２と接続される。溶接母材４は、溶接出力部１０の＋側溶接出力端子Ｔ１と接続される。
　このように、ＭＡＧ溶接時とＴＩＧ溶接時では各トーチに接続される溶接出力部１０の溶接出力の極性が異なる。これにより、同一の溶接出力部１０を用いて、ＭＡＧ溶接とＴＩＧ溶接といった溶接出力の極性が異なる溶接法を共に実施することができる。
　送給装置制御信号切替用接点１９は、ＭＡＧ溶接用トーチ２を使用してＭＡＧ溶接をする際、接点を閉路してＭＡＧ溶接用ワイヤ送給装置駆動用サーボアンプ（図示せず）に溶接制御部９の制御信号を供給する。同様に、送給装置制御信号切替用接点２０は、ＴＩＧ溶接用トーチ３を使用してＴＩＧ溶接をする際、接点を閉路してＴＩＧ溶接用ワイヤ送給装置駆動用サーボアンプ（図示せず）に溶接制御部９の制御信号を供給する。
　以上のような構成により、複合溶接装置は、溶接制御部９による溶接出力切替用接点１５～１８及び送給装置制御信号切替用接点１９、２０の開閉と、溶接出力制御手段（定電圧制御／定電流制御）の切替により、ＭＡＧ溶接とＴＩＧ溶接のうち任意の溶接法を選択し、溶接を実行できる。
　次に、図２、図３を用いて、本実施の形態における複合溶接装置の動作について説明する。
　図２は、ＭＡＧ溶接実行時における動作状態を示すタイミングチャートである。横軸は時間であり、上から順にＭＡＧ溶接実行指令信号、ＭＡＧ溶接用ガスバルブ５のオン／オフ状態、溶接出力切替用接点１５、１６及び送給装置制御信号切替用接点１９のオン／オフ状態、ＭＡＧ溶接出力のオン／オフ状態、ＭＡＧ溶接用ワイヤ送給装置７のオン／オフ状態を示している。
　ＭＡＧ溶接をする際のシーケンスについて説明する。任意の時間ｔ１においてＭＡＧ溶接実行トリガー１３により溶接制御部９に与えるＭＡＧ溶接実行指令信号をオンとする。これを受けて溶接制御部９によりＭＡＧ溶接用ガスバルブ５に動力が供給され、ＭＡＧ溶接用ガスバルブ５がオンとなる。また時間ｔ１において、溶接制御部９から溶接出力切替用接点１５、１６及び送給装置制御信号切替用接点１９をオンする指令を出力する。各接点の動作時間が存在するので、溶接出力切替用接点１５、１６及び送給装置制御信号切替用接点１９は時間ｔ２においてオンとなる。
　時間ｔ１から時間ｔ３までの間は溶接出力せず、ガスのみを放出している状態である。これをプリフローといい、このプリフロー時間中に前述の溶接出力切替用接点１５、１６及び送給装置制御信号切替用接点１９の切替を行い、溶接制御部９は溶接出力制御手段としてＭＡＧ溶接用定電圧制御手段を選択する。以上にてＭＡＧ溶接開始の準備が整う。ＭＡＧ溶接出力可能状態への切替をプリフロー時間（時間ｔ１から時間ｔ３）中に行うことで、従来のＭＡＧ溶接装置同等の処理時間にて溶接開始が可能である。
　次に、時間ｔ３において、溶接制御部９の制御信号により溶接出力部１０によるＭＡＧ溶接出力が開始され、ＭＡＧ溶接出力はオンとなる。また溶接制御部９の制御信号によりＭＡＧ溶接用ワイヤ送給装置駆動用サーボアンプが動作し、ＭＡＧ溶接用ワイヤ送給装置７が駆動（オン）される。以上の状態を保持することにより任意の時間ｔ４までＭＡＧ溶接を行うことができる。
　任意の時間ｔ４において、ＭＡＧ溶接実行トリガー１３により溶接制御部９に与えるＭＡＧ溶接実行指令信号をオフとする。これを受けて溶接制御部９の制御信号により溶接出力部１０の溶接出力が停止し、ＭＡＧ溶接出力はオフとなる。また溶接制御部９の制御信号によりＭＡＧ溶接用ワイヤ送給装置駆動用サーボアンプの動作が停止し、ＭＡＧ溶接用ワイヤ送給装置７が停止（オフ）する。
　また時間ｔ４において、溶接制御部９から溶接出力切替用接点１５、１６及び送給装置制御信号切替用接点１９をオフする指令を出力する。各接点の動作時間が存在するので、溶接出力切替用接点１５、１６及び送給装置制御信号切替用接点１９は時間ｔ５においてオフとなる。
　時間ｔ４から時間ｔ６までの間は溶接出力せず、ガスのみを放出している状態である。これをアフターフローといい、このアフターフロー時間中に前述の溶接出力切替用接点１５、１６及び送給装置制御信号切替用接点１９の切替を行う。以上にてＭＡＧ溶接終了となる。ＭＡＧ溶接終了状態への切替をアフターフロー時間（時間ｔ４から時間ｔ６）中に行うことで、従来のＭＡＧ溶接装置同等の処理時間にて溶接終了が可能である。
　次に、図３でＴＩＧ溶接をする際のシーケンスについて説明する。図３は、ＴＩＧ溶接実行時における動作状態を示すタイミングチャートである。横軸は時間であり、上から順にＴＩＧ溶接実行指令信号、ＴＩＧ溶接用ガスバルブ６のオン／オフ状態、溶接出力切替用接点１７、１８及び送給装置制御信号切替用接点２０のオン／オフ状態、高周波印加部１１の高周波電圧出力のオン／オフ状態、ＴＩＧ溶接出力のオン／オフ状態、ＴＩＧ溶接用フィラーワイヤ送給装置８のオン／オフ状態を示している。
　任意の時間ｔ１１においてＴＩＧ溶接実行トリガー１４により溶接制御部９に与えるＴＩＧ溶接実行指令信号をオンとする。これを受けて溶接制御部９によりＴＩＧ溶接用ガスバルブ６に動力が供給され、ＴＩＧ溶接用ガスバルブ６がオンとなる。また時間ｔ１１において、溶接制御部９から溶接出力切替用接点１７、１８及び送給装置制御信号切替用接点２０をオンする指令を出力する。各接点の動作時間が存在するので、溶接出力切替用接点１７、１８及び送給装置制御信号切替用接点２０は時間ｔ１２においてオンとなる。
　ＭＡＧ溶接時と同様に、時間ｔ１１から時間ｔ１３までのプリフロー時間中に前述の溶接出力切替用接点１７、１８及び送給装置制御信号切替用接点２０の切替を行い、溶接制御部９は溶接出力制御手段としてＴＩＧ溶接用定電流制御部を選択する。以上にてＴＩＧ溶接開始の準備が整う。ＴＩＧ溶接出力可能状態への切替をプリフロー時間（時間ｔ１１から時間ｔ１３）中に行うことで、従来のＴＩＧ溶接装置同等の処理時間にて溶接開始が可能である。
　次に、時間ｔ１３において、溶接制御部９の制御信号により高周波印加部１１が動作し、高周波電圧出力はオンとなる。その後、時間ｔ１４において、溶接制御部９の制御信号により溶接出力部１０の溶接出力が開始され、ＴＩＧ溶接出力がオンとなる。また溶接制御部９の制御信号によりＴＩＧ溶接用ワイヤ送給装置駆動用サーボアンプが動作し、ＴＩＧ溶接用フィラーワイヤ送給装置８が駆動（オン）される。時間ｔ１５において溶接制御部９の制御信号により高周波印加部１１の動作が停止し、高周波電圧出力はオフとなる。以上の状態を保持することにより任意の時間ｔ１６までＴＩＧ溶接を行うことができる。
　任意の時間ｔ１６において、ＴＩＧ溶接実行トリガー１４により溶接制御部９に与えるＴＩＧ溶接実行指令信号をオフとする。これを受けて溶接制御部９の制御信号により溶接出力部１０の溶接出力が停止し、ＴＩＧ溶接出力がオフとなる。また溶接制御部９の制御信号によりＴＩＧ溶接用ワイヤ送給装置駆動用サーボアンプの動作が停止し、ＭＡＧ溶接用ワイヤ送給装置７が停止（オフ）となる。
　また時間ｔ１６において、溶接制御部９から溶接出力切替用接点１７、１８及び送給装置制御信号切替用接点２０をオフする指令を出力する。各接点の動作時間が存在するので、溶接出力切替用接点１７、１８及び送給装置制御信号切替用接点２０は時間ｔ１７においてオフとなる。
　時間ｔ１６から時間ｔ１８までのアフターフロー時間中に前述の溶接出力切替用接点１７、１８及び送給装置制御信号切替用接点２０の切替を行う。以上にてＴＩＧ溶接終了となる。ＴＩＧ溶接終了状態への切替をアフターフロー時間（時間ｔ１６から時間ｔ１８）中に行うことで、従来のＴＩＧ溶接装置同等の処理時間にて溶接終了が可能である。
　以上のように、本実施の形態における複合溶接装置は、１台の溶接装置にてＭＡＧ溶接とＴＩＧ溶接のような特性の異なる溶接法を実施することができる。しかもＭＡＧ溶接とＴＩＧ溶接で共に必要な溶接出力部を共有することができ、２つの別個の溶接装置を用意する場合に比べて部品点数を大幅に抑えることができる。その結果、溶接装置の設置スペースを削減でき、またトータルコストも低く抑えることができる。
　以上のように、本発明の複合溶接装置は１台の溶接装置にて異なる特性を持つ溶接方法を実施することができ、複数の溶接方法が要求される場合に有用である。
　１　制御装置
　２　ＭＡＧ溶接用トーチ
　３　ＴＩＧ溶接用トーチ
　４　溶接母材
　５　ＭＡＧ溶接用ガスバルブ
　６　ＴＩＧ溶接用ガスバルブ
　７　ＭＡＧ溶接用ワイヤ送給装置
　８　ＴＩＧ溶接用フィラーワイヤ送給装置
　９　溶接制御部
　１０　溶接出力部
　１１　高周波印加部
　１２　フィルタ
　１５，１６，１７，１８　溶接出力切替用接点
　１９，２０　送給装置制御信号切替用接点

Claims (3)

  1. ＭＡＧ溶接とＴＩＧ溶接を選択的に切り換えて溶接を行う複合溶接装置であって、
    前記ＭＡＧ溶接が選択された場合は、溶接電圧および溶接電流を出力する溶接出力部のプラス側端子をＭＡＧ溶接用トーチに、前記溶接出力部のマイナス側端子を溶接母材に接続し、
    前記ＴＩＧ溶接が選択された場合は、前記溶接出力部のプラス側端子を前記溶接母材に、前記溶接出力部のマイナス側端子をＴＩＧ溶接用トーチに接続するようにした制御装置を備えた複合溶接装置。
  2. 前記溶接出力部と前記ＴＩＧ溶接用トーチの間に接続された高周波印加部を設けた、請求項１に記載の複合溶接装置。
  3. 溶接出力はせずに溶接用ガスのみを放出するプリフローまたはアフターフローの動作中に、前記ＭＡＧ溶接と前記ＴＩＧ溶接を選択的に切り換える、請求項１または２に記載の複合溶接装置。
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