JP6913715B2

JP6913715B2 - TIG welding method

Info

Publication number: JP6913715B2
Application number: JP2019131230A
Authority: JP
Inventors: 勝則和田
Original assignee: Taiyo Nippon Sanso Corp
Current assignee: Taiyo Nippon Sanso Corp
Priority date: 2019-07-16
Filing date: 2019-07-16
Publication date: 2021-08-04
Anticipated expiration: 2039-07-16
Also published as: JP2021013955A

Description

本発明は、ＴＩＧ溶接方法に関する。 The present invention relates to a TIG welding method.

金属や非鉄金属などを母材として用いた構造物（被溶接物）の溶接には、従来よりＴＩＧ溶接（Tungsten Inert Gas welding）又はプラズマアーク溶接等のＧＴＡＷ（Gas Tungsten Arc welding）と呼ばれる非消耗電極式のガスシールドアーク溶接が用いられている。 For welding of structures (workpieces) using metal or non-ferrous metal as a base material, non-consumable welding called GTAW (Gas Tungsten Arc welding) such as TIG welding (Tungsten Inert Gas welding) or plasma arc welding has been conventionally performed. Electrode-type gas shield arc welding is used.

ＴＩＧ溶接では、非消耗電極と、トーチノズルと、トーチボディとを備えるＴＩＧ溶接用トーチを使用し、陰極（−）としての非消耗電極と、正極（＋）としての被溶接物との間でアークを発生させて、このアークの熱により被溶接物を溶かして溶融池（プール）を形成しながら溶接が行われる。また、溶接中は電極の周囲を囲むトーチノズルからシールドガスを放出し、このシールドガスで大気（空気）を遮断しながら溶接が行われる。 In TIG welding, a TIG welding torch including a non-consumable electrode, a torch nozzle, and a torch body is used, and an arc is formed between the non-consumable electrode as a cathode (-) and an object to be welded as a positive electrode (+). Is generated, and the heat of this arc melts the object to be welded to form a molten pool (pool) while welding is performed. Further, during welding, a shield gas is discharged from a torch nozzle surrounding the electrode, and welding is performed while blocking the atmosphere (air) with this shield gas.

また、ＴＩＧ溶接では、溶加材（溶加棒）の供給を手動で行いながら、ＴＩＧ溶接用トーチを用いて溶接が行われる。この場合、使用者が左右の手で溶加材の供給とＴＩＧ溶接用トーチの操作を同時に行わなければならず、そのための熟練技術が必要となる。一方、ＴＩＧ溶接用トーチにワイヤー狙いガイド（フィラーガイドとも言う。）を取り付けることによって、溶加材である溶接ワイヤー（フィラーとも言う。）の送給を自動で行いながら、半自動のＴＩＧ溶接を行うことも可能である。 Further, in TIG welding, welding is performed using a TIG welding torch while manually supplying a filler metal (melting rod). In this case, the user must supply the filler metal and operate the TIG welding torch at the same time with his / her left and right hands, which requires skill. On the other hand, by attaching a wire aiming guide (also referred to as a filler guide) to the TIG welding torch, semi-automatic TIG welding is performed while automatically feeding the welding wire (also referred to as a filler) as a filler material. It is also possible.

これに対して、プラズマアーク溶接では、非消耗電極と、水冷のインサートチップ（拘束ノズルとも言う。）と、シールドキャップと、トーチボディとを備えるプラズマアーク用トーチを使用し、非消耗電極とインサートチップとの間で電気的にプラズマ化されたプラズマガス（作動ガスとも言う。）を流す。このとき発生するプラズマ流（プラズマジェット）をインサートチップで絞り込み、インサートチップの内壁形状によるウォール効果（プラズマ流の気流の流れを安定させる効果）や、インサートチップを冷却することで得られるサーマルピンチ効果（プラズマ流を周囲から冷却することで緊縮し高温となる効果）を利用して、エネルギー密度が高められたプラズマアークを発生させる。また、プラズマアークは、シールドキャップから放出されるシールドガスによるサーマルピンチ効果を受けて更に絞り込まれる。 On the other hand, in plasma arc welding, a plasma arc torch provided with a non-consumable electrode, a water-cooled insert tip (also referred to as a restraint nozzle), a shield cap, and a torch body is used, and the non-consumable electrode and insert are used. An electrically plasma gas (also referred to as a working gas) is passed between the chip and the chip. The plasma flow (plasma jet) generated at this time is narrowed down by the insert tip, and the wall effect (effect of stabilizing the flow of the plasma flow) due to the shape of the inner wall of the insert tip and the thermal pinch effect obtained by cooling the insert tip. (The effect of cooling the plasma flow from the surroundings to cause it to contract and become hot) is used to generate a plasma arc with increased energy density. Further, the plasma arc is further narrowed down due to the thermal pinch effect of the shield gas emitted from the shield cap.

プラズマアーク溶接では、このようなエネルギー密度が高く、アーク形状が円柱状に絞り込まれたプラズマアークを熱源として溶接が行われる。また、プラズマアークには、移行型と非移行型とがある。移行型のプラズマアークは、陰極（−）としての非消耗電極と、正極（＋）としての被加工物との間で電流を流す方式であり、導電性の被加工物に対してのみ適用が可能である。一方、非移行型のプラズマアークは、陰極（−）としての非消耗電極と、正極（＋）としてのインサートチップとの間で電流を流す方式であり、非導電性の被加工物に対しても適用が可能である。 In plasma arc welding, welding is performed using a plasma arc having such a high energy density and an arc shape narrowed down to a columnar shape as a heat source. Further, there are two types of plasma arcs, a transition type and a non-transition type. The transition type plasma arc is a method in which an electric current is passed between a non-consumable electrode as a cathode (-) and a workpiece as a positive electrode (+), and is applicable only to a conductive workpiece. It is possible. On the other hand, the non-transition type plasma arc is a method in which a current flows between a non-consumable electrode as a cathode (-) and an insert tip as a positive electrode (+), and is applied to a non-conductive workpiece. Can also be applied.

特開平７−２５６４５２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-256452

ところで、プラズマアーク溶接では、上述したエネルギー密度が高いプラズマアークを利用して、キーホールと呼ばれる貫通孔を形成しながら、被溶接物の表側だけでなく裏側にも溶接ビードを形成する裏波溶接が行われている。 By the way, in plasma arc welding, back wave welding is used to form a weld bead not only on the front side but also on the back side of the workpiece while forming a through hole called a key hole by using the plasma arc having a high energy density described above. Is being done.

一方、ＴＩＧ溶接による裏波溶接では、上述したプラズマアーク溶接のようなエネルギー密度が高いプラズマアークを用いることができない。このため、被溶接物の裏側に溶接ビードが形成されなかったり、溶接ビードが蛇行したりすることがあり、良好な裏波溶接をＴＩＧ溶接により安定して行うことが困難であった。 On the other hand, in the back wave welding by TIG welding, it is not possible to use a plasma arc having a high energy density as in the plasma arc welding described above. For this reason, the weld bead may not be formed on the back side of the object to be welded, or the weld bead may meander, and it is difficult to stably perform good back wave welding by TIG welding.

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、良好な裏波溶接をＴＩＧ溶接により安定して行うことを可能としたＴＩＧ溶接方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and an object of the present invention is to provide a TIG welding method that enables good back wave welding to be stably performed by TIG welding.

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕被溶接物と非消耗電極との間でアークを発生させると共に、前記アークによって生じた被溶接物の溶融池に向かってシールドガスを放出しながら溶接を行うＴＩＧ溶接方法であって、
前記アークの圧力により前記溶融池を凹ませた状態で、前記溶融池にキーホールを形成しながら裏波溶接を行う際に、
前記被溶接物と前記非消耗電極との間でアークを発生させた後に、前記非消耗電極の先端を前記溶融池に接近する側に移動させるステップと、
前記被溶接物から前記非消耗電極の先端までの距離を保ちながら、前記被溶接物に対して前記非消耗電極を溶接線方向に相対的に走査しながら裏波溶接を行うステップと、
前記非消耗電極の先端を前記溶融池に離間する側に移動させるステップとを、この順で含むことを特徴とするＴＩＧ溶接方法。
〔２〕前記被溶接物の表面又は開先の底を基準高さとしたときに、この基準高さから前記非消耗電極の先端までの距離を上方に０〜３ｍｍの範囲としながら裏波溶接を行うことを特徴とする前記〔１〕に記載のＴＩＧ溶接方法。
〔３〕前記被溶接物の表面又は開先の底を基準高さとしたときに、この基準高さから前記非消耗電極の先端までの距離を下方に０〜３ｍｍの範囲としながら裏波溶接を行うことを特徴とする前記〔１〕に記載のＴＩＧ溶接方法。
〔４〕前記被溶接物を陽極とし、前記非消耗電極を陰極として、少なくとも３００Ａ以上の直流電流を流しながら裏波溶接を行うことを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕の何れか一項に記載のＴＩＧ溶接方法。
〔５〕前記非消耗電極の先端を尖形とすることを特徴とする前記〔１〕〜〔４〕の何れか一項に記載のＴＩＧ溶接方法。
〔６〕前記溶融池に溶加材を供給しながら裏波溶接を行うことを特徴とする前記〔１〕〜〔５〕の何れか一項に記載のＴＩＧ溶接方法。
〔７〕前記被溶接物の裏面側から前記溶融池に向かってシールドガスを放出しながら裏波溶接を行うことを特徴とする前記〔１〕〜〔６〕の何れか一項に記載のＴＩＧ溶接方法。
〔８〕前記シールドガスとして、アルゴンに水素又は窒素を添加した混合ガスを用いることを特徴とする前記〔１〕〜〔７〕の何れか一項に記載のＴＩＧ溶接方法。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
[1] A TIG welding method in which an arc is generated between an object to be welded and a non-consumable electrode, and welding is performed while discharging a shield gas toward a molten pool of the object to be welded generated by the arc.
When back wave welding is performed while forming a keyhole in the molten pool with the molten pool recessed by the pressure of the arc .
After generating an arc between the work piece to be welded and the non-consumable electrode, the step of moving the tip of the non-consumable electrode toward the molten pool is a step.
A step of performing back wave welding while maintaining the distance from the object to be welded to the tip of the non-consumable electrode while scanning the non-consumable electrode relative to the object to be welded in the welding line direction.
A TIG welding method comprising, in this order, a step of moving the tip of the non-consumable electrode to a side separated from the molten pool.
[ 2 ] When the surface of the object to be welded or the bottom of the groove is used as the reference height, back wave welding is performed while the distance from this reference height to the tip of the non-consumable electrode is in the range of 0 to 3 mm upward. The TIG welding method according to the above [1 ], wherein the TIG welding method is performed.
[ 3 ] When the surface of the object to be welded or the bottom of the groove is used as the reference height, back wave welding is performed while the distance from this reference height to the tip of the non-consumable electrode is in the range of 0 to 3 mm downward. The TIG welding method according to the above [1 ], wherein the TIG welding method is performed.
[ 4 ] Any one of the above [1] to [3 ], wherein the back wave welding is performed while applying a direct current of at least 300 A or more using the object to be welded as an anode and the non-consumable electrode as a cathode. The TIG welding method according to the section.
[ 5 ] The TIG welding method according to any one of the above [1] to [4 ], wherein the tip of the non-consumable electrode has a pointed shape.
[ 6 ] The TIG welding method according to any one of the above [1] to [5 ], wherein back wave welding is performed while supplying a filler metal to the molten pool.
[ 7 ] The TIG according to any one of the above [1] to [6 ], wherein back wave welding is performed while discharging shield gas from the back surface side of the object to be welded toward the molten pool. Welding method.
[ 8 ] The TIG welding method according to any one of the above [1] to [7 ], wherein a mixed gas obtained by adding hydrogen or nitrogen to argon is used as the shield gas.

以上のように、本発明によれば、良好な裏波溶接をＴＩＧ溶接により安定して行うことを可能としたＴＩＧ溶接方法を提供することが可能である。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a TIG welding method that enables good back wave welding to be stably performed by TIG welding.

本発明の一実施形態に係るＴＩＧ溶接方法により裏波溶接を行った状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which performed the back wave welding by the TIG welding method which concerns on one Embodiment of this invention. 本実施形態のＴＩＧ溶接方法において、溶接ワイヤーを供給しながら裏波溶接を行った状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which performed the back wave welding while supplying the welding wire in the TIG welding method of this embodiment. 本実施形態のＴＩＧ溶接方法において、被溶接物に対するＴＩＧ溶接用トーチの走査方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the scanning method of the TIG welding torch with respect to the object to be welded in the TIG welding method of this embodiment. 本実施形態のＴＩＧ溶接方法において、被溶接物に対するＴＩＧ溶接用トーチの別の走査方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating another scanning method of the TIG welding torch with respect to the object to be welded in the TIG welding method of this embodiment. 本実施形態のＴＩＧ溶接方法において、被溶接物に対するＴＩＧ溶接用トーチの別の走査方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating another scanning method of the TIG welding torch with respect to the object to be welded in the TIG welding method of this embodiment. 本実施形態のＴＩＧ溶接方法において、被溶接物に対するＴＩＧ溶接用トーチの別の走査方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating another scanning method of the TIG welding torch with respect to the object to be welded in the TIG welding method of this embodiment. （Ａ）は被溶接物の表面から非消耗電極の先端までの距離を示す模式図、（Ｂ）は被溶接物の開先の底から非消耗電極の先端までの距離を示す模式図である。(A) is a schematic diagram showing the distance from the surface of the work piece to the tip of the non-consumable electrode, and (B) is a schematic view showing the distance from the bottom of the groove of the work piece to the tip of the non-consumable electrode. .. 本実施形態において用いられるＴＩＧ溶接用トーチの構成を示す断面斜視図である。It is sectional drawing which shows the structure of the torch for TIG welding used in this embodiment. 図８に示すＴＩＧ溶接用トーチの要部を拡大した断面斜視図である。FIG. 8 is an enlarged cross-sectional perspective view of a main part of the TIG welding torch shown in FIG. 第１の実施例において、本実施形態のＴＩＧ溶接方法を用いて、非消耗電極の先端が被溶接物の表面よりも上方に位置した状態で裏波溶接を行ったときの写真である。In the first embodiment, it is a photograph when back wave welding is performed in a state where the tip of the non-consumable electrode is located above the surface of the object to be welded by using the TIG welding method of the present embodiment. 第２の実施例において、本実施形態のＴＩＧ溶接方法を用いて、溶接ワイヤーを供給しながら裏波溶接を行ったときの写真である。In the second embodiment, it is a photograph when back wave welding is performed while supplying a welding wire by using the TIG welding method of this embodiment. 第３の実施例において、本実施形態のＴＩＧ溶接方法を用いて、非消耗電極の先端が被溶接物の表面よりも下方に位置した状態で裏波溶接を行ったときの写真である。In the third embodiment, it is a photograph when back wave welding is performed in a state where the tip of the non-consumable electrode is located below the surface of the object to be welded by using the TIG welding method of the present embodiment. 実施例１において裏波溶接を行った後の溶接部の外観を示し、（Ａ）は被溶接物の表側に形成された溶接ビードを示す写真、（Ｂ）は被溶接物の裏側に形成された溶接ビードを示す写真である。In Example 1, the appearance of the welded portion after performing back wave welding is shown, (A) is a photograph showing a weld bead formed on the front side of the work piece, and (B) is formed on the back side of the work piece. It is a photograph which shows the welding bead. 実施例２において裏波溶接を行った後の溶接部の外観を示し、（Ａ）は被溶接物の表側に形成された溶接ビードを示す写真、（Ｂ）は被溶接物の裏側に形成された溶接ビードを示す写真である。In Example 2, the appearance of the welded portion after performing back wave welding is shown, (A) is a photograph showing a weld bead formed on the front side of the work piece, and (B) is formed on the back side of the work piece. It is a photograph which shows the welding bead. 実施例３において裏波溶接を行った後の溶接部の外観を示し、（Ａ）は被溶接物の表側に形成された溶接ビードを示す写真、（Ｂ）は被溶接物の裏側に形成された溶接ビードを示す写真である。In Example 3, the appearance of the welded portion after performing back wave welding is shown, (A) is a photograph showing a weld bead formed on the front side of the work piece, and (B) is formed on the back side of the work piece. It is a photograph which shows the welding bead. 実施例４において裏波溶接を行った後の溶接部の外観を示し、（Ａ）は被溶接物の表側に形成された溶接ビードを示す写真、（Ｂ）は被溶接物の裏側に形成された溶接ビードを示す写真である。In Example 4, the appearance of the welded portion after performing back wave welding is shown, (A) is a photograph showing a weld bead formed on the front side of the work piece, and (B) is formed on the back side of the work piece. It is a photograph which shows the welding bead. 実施例５において裏波溶接を行った後の溶接部の外観を示し、（Ａ）は被溶接物の表側に形成された溶接ビードを示す写真、（Ｂ）は被溶接物の裏側に形成された溶接ビードを示す写真である。In Example 5, the appearance of the welded portion after performing back wave welding is shown, (A) is a photograph showing a weld bead formed on the front side of the work piece, and (B) is formed on the back side of the work piece. It is a photograph which shows the welding bead. 実施例６において裏波溶接を行った後の溶接部の外観を示し、（Ａ）は被溶接物の表側に形成された溶接ビードを示す写真、（Ｂ）は被溶接物の裏側に形成された溶接ビードを示す写真である。In Example 6, the appearance of the welded portion after performing back wave welding is shown, (A) is a photograph showing a weld bead formed on the front side of the work piece, and (B) is formed on the back side of the work piece. It is a photograph which shows the welding bead.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがあり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らないものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the drawings used in the following description, in order to make each component easier to see, the scale of the dimensions may be different depending on the component, and the dimensional ratio of each component is not always the same as the actual one. Make it not exist.

（ＴＩＧ溶接方法）
先ず、本発明の一本実施形態に係るＴＩＧ溶接方法について、図１〜図７を参照しながら説明する。
なお、図１は、本実施形態のＴＩＧ溶接方法により裏波溶接を行った状態を示す断面図である。図２は、本実施形態のＴＩＧ溶接方法において、溶接ワイヤーＷを供給しながら裏波溶接を行った状態を示す断面図である。図３は、本実施形態のＴＩＧ溶接方法において、被溶接物Ｓに対するＴＩＧ溶接用トーチ１０の走査方法を説明するための模式図である。図４は、本実施形態のＴＩＧ溶接方法において、被溶接物Ｓに対するＴＩＧ溶接用トーチ１０の別の走査方法を説明するための模式図である。図５は、本実施形態のＴＩＧ溶接方法において、被溶接物Ｓに対するＴＩＧ溶接用トーチ１０の別の走査方法を説明するための模式図である。図６は、本実施形態のＴＩＧ溶接方法において、被溶接物Ｓに対するＴＩＧ溶接用トーチ１０の別の走査方法を説明するための模式図である。図７（Ａ）は、被溶接物Ｓの表面Ｆから非消耗電極１の先端までの距離ｈを示す模式図である。図７（Ｂ）は、被溶接物Ｓの開先Ｂの底から非消耗電極１の先端までの距離ｈを示す模式図である。 (TIG welding method)
First, the TIG welding method according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
Note that FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which back wave welding is performed by the TIG welding method of the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which back wave welding is performed while supplying the welding wire W in the TIG welding method of the present embodiment. FIG. 3 is a schematic view for explaining a method of scanning the TIG welding torch 10 with respect to the object to be welded S in the TIG welding method of the present embodiment. FIG. 4 is a schematic view for explaining another scanning method of the TIG welding torch 10 with respect to the object to be welded S in the TIG welding method of the present embodiment. FIG. 5 is a schematic view for explaining another scanning method of the TIG welding torch 10 with respect to the object to be welded S in the TIG welding method of the present embodiment. FIG. 6 is a schematic view for explaining another scanning method of the TIG welding torch 10 with respect to the object to be welded S in the TIG welding method of the present embodiment. FIG. 7A is a schematic view showing a distance h from the surface F of the object to be welded S to the tip of the non-consumable electrode 1. FIG. 7B is a schematic view showing the distance h from the bottom of the groove B of the workpiece S to the tip of the non-consumable electrode 1.

本実施形態のＴＩＧ溶接方法は、図１に示すように、非消耗電極１と、トーチノズル２とを備えるＴＩＧ溶接用トーチ１０を使用する。本実施形態のＴＩＧ溶接方法では、溶接対象となる被溶接物Ｓと非消耗電極１との間でアークＡを発生させて、このアークの熱により被溶接物Ｓを溶かして溶融池（プール）Ｐを形成する。また、非消耗電極１の周囲を囲むトーチノズル２からシールドガスＧを放出し、このシールドガスＧで大気（空気）を遮断する。さらに、バックシールド治具２０を用いて、被溶接物Ｓの裏面側から溶融池Ｐに向かってシールドガスＧを放出し、このシールドガスＧで大気（空気）を遮断する。 As shown in FIG. 1, the TIG welding method of the present embodiment uses a TIG welding torch 10 including a non-consumable electrode 1 and a torch nozzle 2. In the TIG welding method of the present embodiment, an arc A is generated between the object S to be welded and the non-consumable electrode 1, and the object S to be welded is melted by the heat of this arc to form a molten pool (pool). Form P. Further, the shield gas G is discharged from the torch nozzle 2 surrounding the non-consumable electrode 1, and the atmosphere (air) is blocked by the shield gas G. Further, the back shield jig 20 is used to discharge the shield gas G from the back surface side of the object to be welded S toward the molten pool P, and the shield gas G shuts off the atmosphere (air).

本実施形態のＴＩＧ溶接方法は、アークＡの圧力により溶融池Ｐを凹ませた状態で、溶融池ＰにキーホールＫを形成しながら裏波溶接を行うことを特徴とする。これにより、良好な裏波溶接をＴＩＧ溶接により安定して行うことが可能である。 The TIG welding method of the present embodiment is characterized in that back wave welding is performed while forming a keyhole K in the molten pool P in a state where the molten pool P is recessed by the pressure of the arc A. As a result, good back wave welding can be stably performed by TIG welding.

また、本実施形態のＴＩＧ溶接方法では、図２に示すように、ＴＩＧ溶接用トーチ１０にワイヤー狙いガイド（フィラーガイドとも言う。）３０を取り付けて、溶加材である溶接ワイヤー（フィラーとも言う。）Ｗを溶融池Ｐに供給しながら裏波溶接を行ってもよい。これにより、不足する溶接金属を補うことが可能である。 Further, in the TIG welding method of the present embodiment, as shown in FIG. 2, a wire aiming guide (also referred to as a filler guide) 30 is attached to the TIG welding torch 10, and a welding wire (also referred to as a filler) which is a filler metal is attached. .) Back wave welding may be performed while supplying W to the molten pool P. This makes it possible to make up for the shortage of weld metal.

本実施形態のＴＩＧ溶接方法は、図３に示すように、被溶接物Ｓと非消耗電極１との間でアークＡを発生させた後に、非消耗電極１の先端を溶融池Ｐに接近する側に移動させる第１のステップＳ１と、被溶接物Ｓから非消耗電極１の先端までの距離を保ちながら、被溶接物Ｓに対して非消耗電極１を溶接線方向に相対的に走査しながら裏波溶接を行う第２のステップＳ２と、非消耗電極１の先端を溶融池Ｐに離間する側に移動させる第３のステップＳ３とを、この順で含む。 In the TIG welding method of the present embodiment, as shown in FIG. 3, after generating an arc A between the object to be welded S and the non-consumable electrode 1, the tip of the non-consumable electrode 1 approaches the molten pool P. The non-consumable electrode 1 is scanned relative to the work piece S in the welding line direction while maintaining the distance between the first step S1 to move to the side and the tip of the non-consumable electrode 1 from the work piece S. However, the second step S2 for performing back wave welding and the third step S3 for moving the tip of the non-consumable electrode 1 to the side separated from the molten pool P are included in this order.

具体的に、この図３に示す走査方法では、先ず、ステップＳ１として、被溶接物Ｓと非消耗電極１との間でアークＡを発生させた後に、非消耗電極１の先端を溶融池Ｐに接近する側（下方）に移動させながら、被溶接物Ｓに対して非消耗電極１を溶接線方向に走査する。次に、ステップＳ２として、被溶接物Ｓから非消耗電極１の先端までの距離を保ちながら、被溶接物Ｓに対して非消耗電極１を溶接線方向に相対的に走査する。次に、ステップＳ３として、非消耗電極１の先端を溶融池Ｐに離間する側（上方）に移動させながら、被溶接物Ｓに対して非消耗電極１を溶接線方向に走査する。非消耗電極１の先端を溶融池Ｐに接近させることによって、アークＡを集中させることができるため、溶接部の仕上がりを良好にすることが可能である。 Specifically, in the scanning method shown in FIG. 3, first, as step S1, an arc A is generated between the object to be welded S and the non-consumable electrode 1, and then the tip of the non-consumable electrode 1 is formed into a molten pool P. The non-consumable electrode 1 is scanned in the direction of the welding line with respect to the object to be welded S while moving to the side (downward) approaching. Next, in step S2, the non-consumable electrode 1 is scanned relative to the work piece S in the welding line direction while maintaining the distance from the work piece S to the tip of the non-consumable electrode 1. Next, in step S3, the non-consumable electrode 1 is scanned in the welding line direction with respect to the workpiece S while moving the tip of the non-consumable electrode 1 to the side (upward) away from the molten pool P. By bringing the tip of the non-consumable electrode 1 close to the molten pool P, the arc A can be concentrated, so that the finish of the welded portion can be improved.

一方、本実施形態のＴＩＧ溶接方法は、図４に示すような走査方法を用いてもよい。具体的に、この図４に示す走査方法では、先ず、ステップＳ１として、被溶接物Ｓと非消耗電極１との間でアークＡを発生させた後に、非消耗電極１の先端を溶融池Ｐに接近する側（下方）に移動させる。次に、ステップＳ２として、被溶接物Ｓから非消耗電極１の先端までの距離を保ちながら、被溶接物Ｓに対して非消耗電極１を溶接線方向に相対的に走査する。次に、ステップＳ３として、非消耗電極１の先端を溶融池Ｐに離間する側（上方）に移動させる。 On the other hand, as the TIG welding method of this embodiment, a scanning method as shown in FIG. 4 may be used. Specifically, in the scanning method shown in FIG. 4, first, as step S1, an arc A is generated between the object to be welded S and the non-consumable electrode 1, and then the tip of the non-consumable electrode 1 is formed into a molten pool P. Move to the side (downward) approaching. Next, in step S2, the non-consumable electrode 1 is scanned relative to the work piece S in the welding line direction while maintaining the distance from the work piece S to the tip of the non-consumable electrode 1. Next, in step S3, the tip of the non-consumable electrode 1 is moved to the side (upward) away from the molten pool P.

一方、本実施形態のＴＩＧ溶接方法は、図５に示すような走査方法を用いてもよい。先ず、ステップＳ１として、非消耗電極１の先端を溶融池Ｐから離間する側（上方）に移動させながら、被溶接物Ｓと非消耗電極１との間でアークＡを発生させた後に、非消耗電極１の先端を溶融池Ｐに接近する側（下方）に移動させながら、被溶接物Ｓに対して非消耗電極１を溶接線方向に走査する。次に、ステップＳ２として、被溶接物Ｓから非消耗電極１の先端までの距離を保ちながら、被溶接物Ｓに対して非消耗電極１を溶接線方向に相対的に走査する。次に、ステップＳ３として、非消耗電極１の先端を溶融池Ｐに離間する側（上方）に移動させながら、被溶接物Ｓに対して非消耗電極１を溶接線方向に走査する。 On the other hand, as the TIG welding method of this embodiment, a scanning method as shown in FIG. 5 may be used. First, as step S1, while moving the tip of the non-consumable electrode 1 to the side (upward) away from the molten pool P, an arc A is generated between the work piece S and the non-consumable electrode 1, and then the non-consumable electrode 1 is generated. While moving the tip of the consumable electrode 1 toward the molten pool P (downward), the non-consumable electrode 1 is scanned in the welding line direction with respect to the object to be welded S. Next, in step S2, the non-consumable electrode 1 is scanned relative to the work piece S in the welding line direction while maintaining the distance from the work piece S to the tip of the non-consumable electrode 1. Next, in step S3, the non-consumable electrode 1 is scanned in the welding line direction with respect to the workpiece S while moving the tip of the non-consumable electrode 1 to the side (upward) away from the molten pool P.

一方、本実施形態のＴＩＧ溶接方法は、図６に示すような走査方法を用いてもよい。具体的に、この図６に示す走査方法では、先ず、ステップＳ１として、非消耗電極１の先端を溶融池Ｐから離間する側（上方）に移動させながら、被溶接物Ｓと非消耗電極１との間でアークＡを発生させた後に、非消耗電極１の先端を溶融池Ｐに接近する側（下方）に移動させる。次に、ステップＳ２として、被溶接物Ｓから非消耗電極１の先端までの距離を保ちながら、被溶接物Ｓに対して非消耗電極１を溶接線方向に相対的に走査する。次に、ステップＳ３として、非消耗電極１の先端を溶融池Ｐに離間する側（上方）に移動させる。 On the other hand, as the TIG welding method of this embodiment, a scanning method as shown in FIG. 6 may be used. Specifically, in the scanning method shown in FIG. 6, first, as step S1, the tip of the non-consumable electrode 1 is moved to the side (upward) away from the molten pool P, and the object to be welded S and the non-consumable electrode 1 are moved. After generating the arc A between the two, the tip of the non-consumable electrode 1 is moved to the side (downward) approaching the molten pool P. Next, in step S2, the non-consumable electrode 1 is scanned relative to the work piece S in the welding line direction while maintaining the distance from the work piece S to the tip of the non-consumable electrode 1. Next, in step S3, the tip of the non-consumable electrode 1 is moved to the side (upward) away from the molten pool P.

本実施形態のＴＩＧ溶接方法では、上述した図３〜図６に示す走査方法を用いることによって、ステップＳ１において、被溶接物Ｓと非消耗電極１との間でアークＡを発生させた直後は、溶融池Ｐが凹んでいないため、この溶融池Ｐと非消耗電極１との接触を防ぐことが可能である。 In the TIG welding method of the present embodiment, by using the scanning methods shown in FIGS. 3 to 6 described above, immediately after the arc A is generated between the object to be welded S and the non-consumable electrode 1 in step S1. Since the molten pool P is not recessed, it is possible to prevent the molten pool P from coming into contact with the non-consumable electrode 1.

また、ステップＳ２において、非消耗電極１の先端から放射状に拡がるアークＡのスポットＳｐを被溶接物Ｓに対して絞り込みながら、このアークＡの圧力を集中させることによって、溶融池Ｐをより深くまで凹ませた状態とすることが可能である。 Further, in step S2, the molten pool P is deepened by concentrating the pressure of the arc A while narrowing down the spot Sp of the arc A radiating from the tip of the non-consumable electrode 1 with respect to the object S to be welded. It can be in a dented state.

また、ステップＳ３において、溶接の終了時に、溶融池Ｐと非消耗電極１との接触を回避することによって、非消耗電極１の先端が溶接ビードと溶着してしまうことを防ぐことが可能である。 Further, in step S3, by avoiding contact between the molten pool P and the non-consumable electrode 1 at the end of welding, it is possible to prevent the tip of the non-consumable electrode 1 from being welded to the welding bead. ..

本実施形態のＴＩＧ溶接方法では、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、上述したステップＳ２において、被溶接物Ｓの表面Ｆ又は開先Ｂの底を基準高さ（０ｍｍ）Ｏとしたときに、この基準高さＯから非消耗電極１の先端までの距離ｈを上下方向（鉛直方向）に±３ｍｍの範囲とすることが好ましく、±１ｍｍの範囲とすることがより好ましい。 In the TIG welding method of the present embodiment, as shown in FIGS. 7A and 7B, in step S2 described above, the surface F of the workpiece S or the bottom of the groove B is set to a reference height (0 mm) O. The distance h from the reference height O to the tip of the non-consumable electrode 1 is preferably in the range of ± 3 mm in the vertical direction (vertical direction), and more preferably in the range of ± 1 mm.

具体的に、基準高さＯから非消耗電極１の先端までの距離ｈを上方（＋方向）に０〜＋３ｍｍの範囲、より好ましくは０〜＋１ｍｍの範囲とした場合には、アークＡのスポットＳｐが被溶接物Ｓに対して拡がるため、被溶接物Ｓの表側に幅広の溶接ビードを形成することが可能である。 Specifically, when the distance h from the reference height O to the tip of the non-consumable electrode 1 is set in the range of 0 to +3 mm upward (+ direction), more preferably in the range of 0 to + 1 mm, the spot of the arc A Since Sp spreads with respect to the work piece S, it is possible to form a wide weld bead on the front side of the work piece S.

一方、基準高さＯから非消耗電極１の先端までの距離ｈを下方（−方向）に０〜−３ｍｍの範囲、より好ましくは０〜−１ｍｍの範囲とした場合には、アークＡのスポットＳｐが被溶接物Ｓに対して絞り込まれるため、溶融池Ｐに形成されるキーホールＫを拡げながら、被溶接物Ｓの裏側に幅広の溶接ビードを形成することが可能である。 On the other hand, when the distance h from the reference height O to the tip of the non-consumable electrode 1 is in the range of 0 to -3 mm downward (-direction), more preferably in the range of 0 to -1 mm, the spot of the arc A Since Sp is narrowed down to the work piece S, it is possible to form a wide weld bead on the back side of the work piece S while expanding the keyhole K formed in the molten pool P.

なお、被溶接物Ｓの厚みについては、上述した裏波溶接をＴＩＧ溶接により行うことが可能な厚みであればよく、具体的には３〜１０ｍｍ程度の厚みであるが、開先を取る場合は３〜１６ｍｍ程度の厚みである。 The thickness of the object to be welded S may be any thickness as long as the above-mentioned back wave welding can be performed by TIG welding. Specifically, the thickness is about 3 to 10 mm, but when a groove is provided. Is about 3 to 16 mm thick.

また、本実施形態のＴＩＧ溶接方法では、被溶接物Ｓを陽極（＋）とし、非消耗電極１を陰極（−）として、これら被溶接物Ｓと非消耗電極１との間で、少なくとも３００Ａ以上の直流電流を流しながら裏波溶接を行うことが好ましく、４００Ａ以上とすることがより好ましく、５００Ａ以上とすることが更に好ましい。 Further, in the TIG welding method of the present embodiment, the object to be welded S is an anode (+) and the non-consumable electrode 1 is a cathode (-), and at least 300 A is provided between the object to be welded S and the non-consumable electrode 1. It is preferable to perform back wave welding while passing the above DC current, more preferably 400 A or more, and further preferably 500 A or more.

裏波溶接をＴＩＧ溶接により行う場合には、被溶接物Ｓと非消耗電極１との間で流れる直流電流の電流値が大きくなるほど、アークＡの圧力を高めることができ、裏波溶接を安定して行うことが可能である。 When back wave welding is performed by TIG welding, the pressure of the arc A can be increased as the current value of the direct current flowing between the object to be welded S and the non-consumable electrode 1 increases, and the back wave welding becomes stable. It is possible to do it.

一方、本実施形態のＴＩＧ溶接方法では、上述した被溶接物Ｓの表面Ｆ又は開先Ｂの底から非消耗電極１の先端までの距離ｈを近づけることによって、アークＡの圧力を集中させながら、溶融池Ｐを凹ませた状態で裏波溶接を安定して行うことが可能である。 On the other hand, in the TIG welding method of the present embodiment, the pressure of the arc A is concentrated by reducing the distance h from the surface F of the object to be welded S or the bottom of the groove B to the tip of the non-consumable electrode 1 described above. It is possible to stably perform back wave welding with the molten pool P recessed.

また、本実施形態のＴＩＧ溶接方法では、非消耗電極１の先端を尖形とすることが好ましい。具体的には、この非消耗電極１の先端を尖形としたときのテーパー角θを３０〜６０°とすることが好ましく、３５〜５０°とすることがより好ましく、４０〜４５°とすることが更に好ましい。また、非消耗電極の外径は、３．２〜６．４ｍｍとすることが好ましく、４．０〜４．８ｍｍとすることがより好ましい。 Further, in the TIG welding method of the present embodiment, it is preferable that the tip of the non-consumable electrode 1 has a pointed shape. Specifically, the taper angle θ when the tip of the non-consumable electrode 1 is sharp is preferably 30 to 60 °, more preferably 35 to 50 °, and 40 to 45 °. Is even more preferable. The outer diameter of the non-consumable electrode is preferably 3.2 to 6.4 mm, more preferably 4.0 to 4.8 mm.

これにより、非消耗電極１の先端から放射状に拡がるアークＡのスポットＳｐを絞り込むことができ、このアークＡの圧力を集中させながら、溶融池Ｐを凹ませた状態で裏波溶接を安定して行うことが可能である。 As a result, the spot Sp of the arc A that radiates from the tip of the non-consumable electrode 1 can be narrowed down, and the back wave welding is stabilized in the state where the molten pool P is recessed while concentrating the pressure of the arc A. It is possible to do.

本実施形態のＴＩＧ溶接方法では、シールドガスＧとして、例えばアルゴン（Ａｒ）やヘリウム（Ｈｅ）等の不活性ガスや、アルゴン（Ａｒ）に水素（Ｈ_２）、ヘリウム（Ｈｅ）、窒素（Ｎ_２）等のガスを添加した混合ガスを用いることができる。また、アルゴン（Ａｒ）とヘリウム（Ｈｅ）との混合ガスに水素（Ｈ_２）、窒素（Ｎ_２）等のガスを添加した混合ガスを用いることができる。 In the TIG welding method of the present embodiment, as the shield gas G, for example, an inert gas such as argon (Ar) or helium (He), or argon (Ar) with hydrogen (H ₂ ), helium (He), or nitrogen (N). A mixed gas to which a gas such as _{2) is added can be used.} Further, a mixed gas obtained by adding a gas such as _{hydrogen (H 2} ) or nitrogen (N ₂ ) to a mixed gas of argon (Ar) and helium (He) can be used.

特に、被溶接物Ｓがステンレス鋼からなる場合には、シールドガスＧとして、アルゴン（Ａｒ）に水素（Ｈ_２）又は窒素（Ｎ_２）を添加した混合ガスを用いることで、溶接ビードを安定して形成することが可能である。 In particular, when the object to be welded S is made of stainless steel, the weld bead is stabilized by using a mixed gas in which _{hydrogen (H 2} ) or nitrogen (N _{2) is added to argon (Ar) as the shield gas G.} It is possible to form.

以上のようにして、本実施形態のＴＩＧ溶接方法では、被溶接物Ｓの裏側に溶接ビードが形成されなかったり、溶接ビードが蛇行したりすることを防ぎつつ、良好な裏波溶接をＴＩＧ溶接により安定して行うことが可能である。 As described above, in the TIG welding method of the present embodiment, good back wave welding is performed by TIG welding while preventing the welding bead from being formed on the back side of the object to be welded S and the welding bead from meandering. It is possible to perform more stably.

（ＴＩＧ溶接用トーチ）
次に、上記ＴＩＧ溶接方法において好適に用いられるＴＩＧ溶接用トーチ５０について、図８及び図９を参照しながら説明する。
なお、図８は、ＴＩＧ溶接用トーチ５０の構成を示す断面斜視図である。図９は、図８に示すＴＩＧ溶接用トーチ５０の要部を拡大した断面斜視図である。 (Torch for TIG welding)
Next, the TIG welding torch 50 preferably used in the above TIG welding method will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
FIG. 8 is a cross-sectional perspective view showing the configuration of the TIG welding torch 50. FIG. 9 is an enlarged cross-sectional perspective view of a main part of the TIG welding torch 50 shown in FIG.

本実施形態のＴＩＧ溶接用トーチ５０は、図８及び図９に示すように、被溶接物（図示せず。）との間でアークを発生させる非消耗電極５１と、非消耗電極５１を内側に挿入した状態で支持するコレット５２と、非消耗電極５１を先端側から突出させた状態でコレット５２を内側に保持すると共に、冷却液（水）Ｌが循環されるウォータージャケット（流路）５３が設けられたコレットボディ５４と、コレットボディ５４が取り付けられるトーチボディ５５と、非消耗電極５１の周囲を囲んだ状態でトーチボディ５５に取り付けられると共に、アークによって生じた被溶接物の溶融池に向かって第１のシールドガスＧ１及び第２のシールドガスＧ２を放出するトーチノズル５６と、コレットボディ５４と熱的に接続された状態で取り付けられると共に、その先端から非消耗電極５１を突出させる中心孔５７ａが設けられた冷却チップ５７とを概略備えている。 As shown in FIGS. 8 and 9, the TIG welding torch 50 of the present embodiment has a non-consumable electrode 51 that generates an arc with an object to be welded (not shown) and a non-consumable electrode 51 inside. A water jacket (flow path) 53 in which the collet 52 is supported while being inserted into the torch and the collet 52 is held inward with the non-consumable electrode 51 protruding from the tip side, and the coolant (water) L is circulated. The collet body 54 to which the collet body 54 is provided, the torch body 55 to which the collet body 54 is attached, and the torch body 55 attached to the torch body 55 while surrounding the non-consumable electrode 51, and to the molten pool of the work piece to be welded generated by the arc. A central hole that is attached to the torch nozzle 56 that discharges the first shield gas G1 and the second shield gas G2 toward the collet body 54 in a state of being thermally connected to the collet body 54 and projects the non-consumable electrode 51 from the tip thereof. It is roughly provided with a cooling chip 57 provided with 57a.

非消耗電極５１は、例えばタングステンなどの融点の高い金属材料を用いて形成された長尺状の電極棒からなる。また、非消耗電極５１には、タングステンの他に、例えば酸化トリウムや酸化ランタン、酸化セリウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウムなどの酸化物を添加したものを用いることができる。 The non-consumable electrode 51 is made of a long electrode rod formed of a metal material having a high melting point such as tungsten. Further, as the non-consumable electrode 51, in addition to tungsten, for example, one to which oxides such as thorium oxide, lanthanum oxide, cerium oxide, yttrium oxide and zirconium oxide are added can be used.

コレット５２は、例えば銅又は銅合金などの電気伝導性及び熱伝導性に優れた金属材料を用いて形成された概略円筒状の部材からなる。コレット５２は、軸線方向に貫通する貫通孔５２ａを有し、この貫通孔５２ａの内側に挿入された非消耗電極５１を軸線方向にスライド可能に支持する。コレット５２の先端側には、複数のスリット５２ｂが周方向に並んで設けられている。複数のスリット５２ｂは、コレット５２の先端から軸線方向の中途部に亘って直線状に切り欠かれている。これにより、各スリット５２ｂの間の先端部分５２ｃが縮径方向に弾性変形可能となっている。また、コレット５２の先端部には、漸次縮径されたテーパー部５２ｄが設けられている。 The collet 52 is made of a substantially cylindrical member formed by using a metal material having excellent electrical conductivity and thermal conductivity, such as copper or a copper alloy. The collet 52 has a through hole 52a penetrating in the axial direction, and supports the non-consumable electrode 51 inserted inside the through hole 52a so as to be slidable in the axial direction. A plurality of slits 52b are provided side by side in the circumferential direction on the tip end side of the collet 52. The plurality of slits 52b are linearly cut out from the tip of the collet 52 to the middle portion in the axial direction. As a result, the tip portion 52c between the slits 52b can be elastically deformed in the radial direction. Further, a tapered portion 52d whose diameter is gradually reduced is provided at the tip portion of the collet 52.

コレットボディ５４は、例えば銅又は銅合金などの電気伝導性及び熱伝導性に優れた材料を用いて形成された概略円筒状の部材からなる。コレットボディ５４は、軸線方向に貫通する貫通孔５４ａを有し、この貫通孔５４ａの基端側から挿入されたコレット５２を内側に保持する。 The collet body 54 is made of a substantially cylindrical member formed of a material having excellent electrical conductivity and thermal conductivity, such as copper or a copper alloy. The collet body 54 has a through hole 54a penetrating in the axial direction, and holds the collet 52 inserted from the base end side of the through hole 54a inside.

コレットボディ５４の先端側には、貫通孔５４ａを介して供給された第１のシールドガスＧ１を放出するセンターノズル５４ｂが設けられている。また、コレットボディ５４の側面には、貫通孔５４ａに向けて第１のシールドガスＧ１を供給するガス供給口（図示せず。）が設けられている。一方、コレットボディ５４の後端側には、貫通孔５４ａの後端側を閉塞するトーチキャップ５８が螺合により着脱自在に取り付けられている。トーチキャップ５８には、第１のシールドガスＧ１を貫通孔５４ａに向けて供給するガス供給口５８ａが設けられている。 A center nozzle 54b for discharging the first shield gas G1 supplied through the through hole 54a is provided on the tip end side of the collet body 54. Further, a gas supply port (not shown) for supplying the first shield gas G1 toward the through hole 54a is provided on the side surface of the collet body 54. On the other hand, a torch cap 58 that closes the rear end side of the through hole 54a is detachably attached to the rear end side of the collet body 54 by screwing. The torch cap 58 is provided with a gas supply port 58a for supplying the first shield gas G1 toward the through hole 54a.

トーチボディ５５は、例えば軟鋼やステンレス鋼などの鋼材又は真鍮等を用いて概略円筒状に形成された外筒部材５９と、絶縁樹脂を用いて概略円筒状に形成された絶縁部材６０とを有している。 The torch body 55 includes an outer cylinder member 59 formed in a substantially cylindrical shape using, for example, a steel material such as mild steel or stainless steel, brass, or the like, and an insulating member 60 formed in a substantially cylindrical shape using an insulating resin. is doing.

外筒部材５９は、非消耗電極５１に電力を供給する給電部を形成している。また、外筒部材５９の内側に形成された貫通孔５９ａは、その中心に非消耗電極５１を配置すると共に、非消耗電極５１の周囲からコレットボディ５４の貫通孔５４ａに向けて第１のシールドガスＧ１を供給する流路を形成している。 The outer cylinder member 59 forms a power feeding unit that supplies electric power to the non-consumable electrode 51. Further, the through hole 59a formed inside the outer cylinder member 59 has a non-consumable electrode 51 arranged at the center thereof, and a first shield from the periphery of the non-consumable electrode 51 toward the through hole 54a of the collet body 54. It forms a flow path for supplying the gas G1.

一方、コレットボディ５４は、貫通孔５９ａの内側に挿入された状態で、外筒部材５９に対して螺合により着脱自在に取り付けられている。また、外筒部材５９は、コレットボディ５４の外周面との間で第２のシールドガスＧ２が流れる流路を形成している。 On the other hand, the collet body 54 is detachably attached to the outer cylinder member 59 by screwing while being inserted inside the through hole 59a. Further, the outer cylinder member 59 forms a flow path through which the second shield gas G2 flows between the outer cylinder member 59 and the outer peripheral surface of the collet body 54.

絶縁部材６０は、コレットボディ５４の外周部を覆うと共に、貫通孔５９ａの内側に挿入された状態で、外筒部材５９に対して螺合により着脱自在に取り付けられている。 The insulating member 60 covers the outer peripheral portion of the collet body 54 and is detachably attached to the outer cylinder member 59 by screwing while being inserted inside the through hole 59a.

コレットボディ５４と外筒部材６０との間には、冷却液Ｌが循環されるウォータージャケット（流路）６１が設けられている。ウォータージャケット６１は、外筒部材５９の内周面を周方向に切り欠くリング状の溝部５９ｂと、コレットボディ５４の外周面とによって構成されている。また、ウォータージャケット６１を構成するコレットボディ５４と外筒部材５９との間は、Ｏリング６２によって液密に封止（シール）されている。Ｏリング６２は、ウォータージャケット６１を挟んだ軸線方向の両側にそれぞれ配置されている。 A water jacket (flow path) 61 through which the coolant L is circulated is provided between the collet body 54 and the outer cylinder member 60. The water jacket 61 is composed of a ring-shaped groove 59b that cuts out the inner peripheral surface of the outer cylinder member 59 in the circumferential direction, and an outer peripheral surface of the collet body 54. Further, the collet body 54 constituting the water jacket 61 and the outer cylinder member 59 are hermetically sealed by an O-ring 62. The O-rings 62 are arranged on both sides of the water jacket 61 in the axial direction.

ウォータージャケット５３，６１は、冷却液Ｌの循環によりコレットボディ５４を冷却する冷却機構（チラー）（図示せず。）と接続されている。これにより、コレットボディ５４は、ウォータージャケット５３，６１を流れる冷却液Ｌにより冷却されることになる。 The water jackets 53 and 61 are connected to a cooling mechanism (chiller) (not shown) that cools the collet body 54 by circulating the coolant L. As a result, the collet body 54 is cooled by the coolant L flowing through the water jackets 53 and 61.

トーチノズル５６は、例えば耐熱性に優れたセラミックなどを用いて概略円筒状に形成されたノズル形状を有している。トーチノズル５６は、コレットボディ５４の外周面との間で第２のシールドガスＧ２が流れる流路を形成すると共に、外筒部材５９の外周面に螺合により着脱自在に取り付けられている。また、トーチノズル５６は、その先端側が漸次縮径されたノズル形状を有している。 The torch nozzle 56 has a nozzle shape formed in a substantially cylindrical shape using, for example, ceramic having excellent heat resistance. The torch nozzle 56 forms a flow path through which the second shield gas G2 flows between the torch nozzle 56 and the outer peripheral surface of the collet body 54, and is detachably attached to the outer peripheral surface of the outer cylinder member 59 by screwing. Further, the torch nozzle 56 has a nozzle shape in which the tip side thereof is gradually reduced in diameter.

冷却チップ５７は、概略円筒状に形成されて、コレットボディ５４の先端側からコレットボディ５４の内側に挿入された状態で、コレットボディ５４に対して螺合により着脱自在に取り付けられている。また、冷却チップ５７は、その先端側が絞り込まれたテーパー形状を有している。 The cooling tip 57 is formed in a substantially cylindrical shape, and is detachably attached to the collet body 54 by screwing in a state of being inserted into the collet body 54 from the tip end side of the collet body 54. Further, the cooling chip 57 has a tapered shape in which the tip side thereof is narrowed down.

冷却チップ５７の中心孔５７ａは、非消耗電極５１と接触した状態で、その先端から非消耗電極５１を突出させている。また、冷却チップ５７の先端には、拡径方向に突出したフランジ部５７ｂが設けられている。冷却チップ５７は、このフランジ部５７ｂがコレットボディ５４の先端に当接した状態で取り付けられている。 The central hole 57a of the cooling chip 57 is in contact with the non-consumable electrode 51, and the non-consumable electrode 51 projects from the tip thereof. Further, a flange portion 57b protruding in the diameter-expanding direction is provided at the tip of the cooling chip 57. The cooling tip 57 is attached in a state where the flange portion 57b is in contact with the tip of the collet body 54.

冷却チップ５７は、コレット５２と接触している。具体的に、中心孔５７ａの内側には、コレット５２のテーパー部５２ｄが当接される縮径部５７ｃが設けられている。縮径部５７ｃは、非消耗電極５１を貫通させる程度に縮径されている。これにより、冷却チップ５７の先端部からは、中心孔５７ａを貫通した非消耗電極５１のみを突出させることが可能となっている。 The cooling tip 57 is in contact with the collet 52. Specifically, inside the central hole 57a, a reduced diameter portion 57c to which the tapered portion 52d of the collet 52 is in contact is provided. The diameter-reduced portion 57c is reduced in diameter to the extent that it penetrates the non-consumable electrode 51. As a result, only the non-consumable electrode 51 penetrating the central hole 57a can be projected from the tip of the cooling tip 57.

また、冷却チップ５７は、コレットボディ５４と共に、ウォータージャケット５３の一部を構成している。このため、ウォータージャケット５３を構成するコレットボディ５４と冷却チップ５７との間は、Ｏリング６３によって液密に封止（シール）されている。これにより、冷却チップ５７は、コレットボディ５４と共に、ウォータージャケット５３を流れる冷却液Ｌにより冷却されることになる。 Further, the cooling tip 57, together with the collet body 54, constitutes a part of the water jacket 53. Therefore, the collet body 54 constituting the water jacket 53 and the cooling tip 57 are hermetically sealed by an O-ring 63. As a result, the cooling chip 57 is cooled by the coolant L flowing through the water jacket 53 together with the collet body 54.

以上のような構成を有するＴＩＧ溶接用トーチ５０は、電源装置（図示せず。）と接続されている。電源装置は、ＴＩＧ溶接用トーチ５０と溶接ケーブル（図示せず。）を介して接続されて、ＴＩＧ溶接用トーチ５０への電力並びに第１及び第２のシールドガスＧ１，Ｇ２の供給を行う。 The TIG welding torch 50 having the above configuration is connected to a power supply device (not shown). The power supply device is connected to the TIG welding torch 50 via a welding cable (not shown) to supply electric power to the TIG welding torch 50 and supply the first and second shield gases G1 and G2.

電源装置では、図示を省略するものの、マイナス(−)端子側にトーチ側ケーブルを介して非消耗電極５１が電気的に接続され、且つ、プラス(＋)端子側に母材側ケーブルを介して被溶接物Ｓが電気的に接続されている。 In the power supply device, although not shown, the non-consumable electrode 51 is electrically connected to the negative (-) terminal side via the torch side cable, and is connected to the positive (+) terminal side via the base metal side cable. The object S to be welded is electrically connected.

これにより、非消耗電極５１と被溶接物との間でアークを発生させて、このアークの熱により被溶接物を溶かして溶融池（プール）を形成しながら溶接が行われる。また、溶接中は非消耗電極５１の周囲を囲むトーチノズル５６から第１及び第２のシールドガスＧ１，Ｇ２を放出し、これらのシールドガスＧ１，Ｇ２により大気（空気）を遮断しながら溶接が行われる。 As a result, an arc is generated between the non-consumable electrode 51 and the object to be welded, and the heat of this arc melts the object to be welded to form a molten pool (pool) while welding is performed. Further, during welding, the first and second shield gases G1 and G2 are discharged from the torch nozzle 56 surrounding the non-consumable electrode 51, and welding is performed while blocking the atmosphere (air) by these shield gases G1 and G2. Will be.

なお、第１及び第２のシールドガスＧ１，Ｇ２については、特に限定されるものではなく、例えばアルゴン（Ａｒ）やヘリウム（Ｈｅ）等の不活性ガスや、アルゴン（Ａｒ）に水素（Ｈ_２）、ヘリウム（Ｈｅ）、窒素（Ｎ_２）等のガスを添加した混合ガスを用いることができる。また、アルゴン（Ａｒ）とヘリウム（Ｈｅ）との混合ガスに水素（Ｈ_２）、窒素（Ｎ_２）等のガスを添加した混合ガスを用いることができる。 The first and second shield gases G1 and G2 are not particularly limited, and for example, an inert gas such as argon (Ar) or helium (He), argon (Ar) and hydrogen (H _{2) are used.} ), Helium (He), nitrogen (N ₂ ) and other gases can be added to the mixed gas. Further, a mixed gas obtained by adding a gas such as _{hydrogen (H 2} ) or nitrogen (N ₂ ) to a mixed gas of argon (Ar) and helium (He) can be used.

また、第２のシールドガスＧ２については、上述した組成のガスの他に、アルゴン（Ａｒ）又はアルゴン（Ａｒ）とヘリウム（Ｈｅ）との混合ガスに、例えば炭酸ガス（ＣＯ_２）や酸素（Ｏ_２）等の酸化性ガスを添加したものを用いてもよい。 Regarding the second shield gas G2, in addition to the gas having the composition described above, an argon (Ar) or a mixed gas of argon (Ar) and helium (He) can be used, for example, carbon dioxide gas (CO ₂ ) or oxygen (CO 2). An oxidizing gas such as O _{2) may be added.}

本実施形態のＴＩＧ溶接用トーチ５０では、上述した冷却チップ５７がコレットボディ５４及びコレット５２と熱的に接続された状態で取り付けられると共に、冷却液Ｌの循環によりコレットボディ５４及び冷却チップ５７を冷却している。また、冷却チップ５７の中心孔５７ａから非消耗電極５１の先端を突出させた状態で、この非消耗電極５１が冷却チップ５７と接触している。 In the TIG welding torch 50 of the present embodiment, the cooling tip 57 described above is attached in a state of being thermally connected to the collet body 54 and the collet 52, and the collet body 54 and the cooling tip 57 are attached by circulation of the coolant L. It is cooling. Further, the non-consumable electrode 51 is in contact with the cooling tip 57 in a state where the tip of the non-consumable electrode 51 is projected from the central hole 57a of the cooling tip 57.

すなわち、本実施形態のＴＩＧ溶接用トーチ５０では、冷却液Ｌの循環により冷却される冷却チップ５７と非消耗電極５１が熱的に接続された状態となっている。これにより、非消耗電極５１の冷却効果を上げることができ、この非消耗電極５１のアークの熱による消耗を抑制することが可能である。また、冷却チップ５７の交換も容易である。 That is, in the TIG welding torch 50 of the present embodiment, the cooling tip 57 cooled by the circulation of the coolant L and the non-consumable electrode 51 are thermally connected. As a result, the cooling effect of the non-consumable electrode 51 can be enhanced, and the consumption of the non-consumable electrode 51 due to the heat of the arc can be suppressed. In addition, the cooling tip 57 can be easily replaced.

特に、本実施形態のＴＩＧ溶接方法では、上述した被溶接物Ｓの表面Ｆ又は開先Ｂの底から非消耗電極１の先端までの距離ｈを近づけることによって、アークＡの圧力を集中させることから、アークＡの熱による影響を受け易い。これに対して、本実施形態のＴＩＧ溶接用トーチ５０を用いることによって、このようなアークＡの熱による影響を受け易い非消耗電極５１を効率良く且つ十分に冷却することが可能である。 In particular, in the TIG welding method of the present embodiment, the pressure of the arc A is concentrated by reducing the distance h from the surface F of the object to be welded S or the bottom of the groove B to the tip of the non-consumable electrode 1 described above. Therefore, it is easily affected by the heat of the arc A. On the other hand, by using the TIG welding torch 50 of the present embodiment, it is possible to efficiently and sufficiently cool the non-consumable electrode 51 which is easily affected by the heat of the arc A.

以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。 Hereinafter, the effects of the present invention will be made clearer by examples. The present invention is not limited to the following examples, and can be appropriately modified and implemented without changing the gist thereof.

（第１の実施例）
先ず、第１の実施例では、実際に本実施形態のＴＩＧ溶接方法を用いて、以下の溶接条件により非消耗電極の先端が被溶接物の表面よりも上方に位置した状態で裏波溶接を行った。また、本実施形態のＴＩＧ溶接方法を用いて、非消耗電極の先端が被溶接物の表面よりも上方に位置した状態で裏波溶接を行ったときの写真を図１０に示す。 (First Example)
First, in the first embodiment, the TIG welding method of the present embodiment is actually used to perform back wave welding in a state where the tip of the non-consumable electrode is located above the surface of the workpiece under the following welding conditions. went. Further, FIG. 10 shows a photograph of back wave welding performed in a state where the tip of the non-consumable electrode is located above the surface of the object to be welded by using the TIG welding method of the present embodiment.

＜溶接条件＞
・溶接機：ＷＰ−Ｔ５００Ｐ（ダイヘン株式会社製）
・センターガス：アルゴンと水素の混合ガス(組成：水素７％、残部アルゴン、流量：２．５Ｌ／ｍｉｎ）
・アウターガス：アルゴンガス(組成：アルゴン１００％、流量１５Ｌ／ｍｉｎ）
・非消耗電極径：φ４ｍｍ、テーパー角θ：４５°
・インサートチップ径：φ８ｍｍ
・インサートチップからの非消耗電極の突き出し長さ：８ｍｍ
・溶接電流：４００Ａ
・溶接速度：５０ｃｍ／ｍｉｎ
・被溶接物：材質：ＳＵＳ３０４、厚み５ｍｍ（ビードオン）
・被溶接物の表面から非消耗電極の先端までの距離ｈ：＋３ｍｍ <Welding conditions>
・ Welding machine: WP-T500P (manufactured by Daihen Corporation)
-Center gas: Mixed gas of argon and hydrogen (composition: hydrogen 7%, balance argon, flow rate: 2.5 L / min)
-Outer gas: Argon gas (composition: 100% argon, flow rate 15 L / min)
-Non-consumable electrode diameter: φ4 mm, taper angle θ: 45 °
・ Insert tip diameter: φ8 mm
・ Protruding length of non-consumable electrode from insert tip: 8 mm
・ Welding current: 400A
・ Welding speed: 50 cm / min
-Welded object: Material: SUS304, thickness 5 mm (bead-on)
・ Distance from the surface of the work piece to the tip of the non-consumable electrode h: +3 mm

図１０に示すように、本実施形態のＴＩＧ溶接方法を用いることによって、非消耗電極の先端が被溶接物の表面よりも上方に位置した状態で、アークの圧力により溶融池を凹ませながら裏波溶接を安定して行うことが可能である。 As shown in FIG. 10, by using the TIG welding method of the present embodiment, the tip of the non-consumable electrode is located above the surface of the object to be welded, and the back surface of the molten pool is recessed by the pressure of the arc. It is possible to perform wave welding in a stable manner.

（第２の実施例）
次に、第２の実施例では、実際に本実施形態のＴＩＧ溶接方法を用いて、以下の溶接条件により溶接ワイヤーを供給しながら裏波溶接を行った。また、本実施形態のＴＩＧ溶接方法を用いて、溶接ワイヤーを供給しながら裏波溶接を行ったときの写真を図１１に示す。 (Second Example)
Next, in the second embodiment, back wave welding was actually performed using the TIG welding method of the present embodiment while supplying welding wires under the following welding conditions. Further, FIG. 11 shows a photograph of back wave welding while supplying a welding wire using the TIG welding method of the present embodiment.

＜溶接条件＞
・溶接機：ＷＰ−Ｔ５００Ｐ（ダイヘン株式会社製）
・センターガス：アルゴンと水素の混合ガス(組成：水素７％、残部アルゴン、流量：２．５Ｌ／ｍｉｎ）
・アウターガス：アルゴンガス(組成：アルゴン１００％、流量１５Ｌ／ｍｉｎ）
・非消耗電極径：φ４ｍｍ、テーパー角θ：４５°
・インサートチップ径：φ８ｍｍ
・インサートチップからの非消耗電極の突き出し長さ：８ｍｍ
・溶接電流：４００Ａ
・溶接速度：５０ｃｍ／ｍｉｎ
・被溶接物：材質：ＳＵＳ３０４、厚み５ｍｍ（ビードオン）
・被溶接物の表面から非消耗電極の先端までの距離ｈ：＋３ｍｍ
・溶接ワイヤー：材質（商品名）WEL MIG 308 LSi、外径０．９ｍｍ
・送給速度：１．７ｍ／ｍｉｎ <Welding conditions>
・ Welding machine: WP-T500P (manufactured by Daihen Corporation)
-Center gas: Mixed gas of argon and hydrogen (composition: hydrogen 7%, balance argon, flow rate: 2.5 L / min)
-Outer gas: Argon gas (composition: 100% argon, flow rate 15 L / min)
-Non-consumable electrode diameter: φ4 mm, taper angle θ: 45 °
・ Insert tip diameter: φ8 mm
・ Protruding length of non-consumable electrode from insert tip: 8 mm
・ Welding current: 400A
・ Welding speed: 50 cm / min
-Welded object: Material: SUS304, thickness 5 mm (bead-on)
・ Distance from the surface of the work piece to the tip of the non-consumable electrode h: +3 mm
-Welding wire: Material (trade name) WEL MIG 308 LSi, outer diameter 0.9 mm
・ Feeding speed: 1.7 m / min

図１１に示すように、本実施形態のＴＩＧ溶接方法を用いることによって、アークの圧力により溶融池を凹ませた状態で、溶接ワイヤーを供給しながら裏波溶接を安定して行うことが可能である。 As shown in FIG. 11, by using the TIG welding method of the present embodiment, it is possible to stably perform back wave welding while supplying welding wire in a state where the molten pool is recessed by the pressure of the arc. be.

（第３の実施例）
次に、第３の実施例では、実際に本実施形態のＴＩＧ溶接方法を用いて、以下の溶接条件により非消耗電極の先端が被溶接物の表面よりも下方に位置した状態で裏波溶接を行った。また、本実施形態のＴＩＧ溶接方法を用いて、非消耗電極の先端が被溶接物の表面よりも下方に位置した状態で裏波溶接を行ったときの写真を図１２に示す。 (Third Example)
Next, in the third embodiment, the TIG welding method of the present embodiment is actually used, and back wave welding is performed in a state where the tip of the non-consumable electrode is located below the surface of the work piece under the following welding conditions. Was done. Further, FIG. 12 shows a photograph when back wave welding is performed in a state where the tip of the non-consumable electrode is located below the surface of the object to be welded by using the TIG welding method of the present embodiment.

＜溶接条件＞
・溶接機：ＷＰ−Ｔ５００Ｐ（ダイヘン株式会社製）
・センターガス：アルゴンと水素の混合ガス(組成：水素７％、残部アルゴン、流量：２．５Ｌ／ｍｉｎ）
・アウターガス：アルゴンガス(組成：アルゴン１００％、流量１５Ｌ／ｍｉｎ）
・非消耗電極径：φ４ｍｍ、テーパー角θ：４５°
・インサートチップ径：φ８ｍｍ
・インサートチップからの非消耗電極の突き出し長さ：８ｍｍ
・溶接電流：４００Ａ
・溶接速度：５０ｃｍ／ｍｉｎ
・被溶接物：材質：ＳＵＳ３０４、厚み５ｍｍ（ビードオン）
・被溶接物の表面から非消耗電極の先端までの距離ｈ：−１ｍｍ <Welding conditions>
・ Welding machine: WP-T500P (manufactured by Daihen Corporation)
-Center gas: Mixed gas of argon and hydrogen (composition: hydrogen 7%, balance argon, flow rate: 2.5 L / min)
-Outer gas: Argon gas (composition: 100% argon, flow rate 15 L / min)
-Non-consumable electrode diameter: φ4 mm, taper angle θ: 45 °
・ Insert tip diameter: φ8 mm
・ Protruding length of non-consumable electrode from insert tip: 8 mm
・ Welding current: 400A
・ Welding speed: 50 cm / min
-Welded object: Material: SUS304, thickness 5 mm (bead-on)
・ Distance from the surface of the work piece to the tip of the non-consumable electrode h: -1 mm

図１２に示すように、本実施形態のＴＩＧ溶接方法を用いることによって、非消耗電極の先端が被溶接物の表面よりも下方に位置した状態で、アークの圧力により溶融池を凹ませながら裏波溶接を安定して行うことが可能である。 As shown in FIG. 12, by using the TIG welding method of the present embodiment, the tip of the non-consumable electrode is located below the surface of the object to be welded, and the back surface of the molten pool is recessed by the pressure of the arc. It is possible to perform wave welding in a stable manner.

（第４の実施例）
次に、第４の実施例では、本実施形態のＴＩＧ溶接方法を用いて、以下の溶接条件により、被溶接物の表面から非消耗電極の先端までの距離ｈを変更しながら、下記実施例１〜６の裏波溶接を行った。 (Fourth Example)
Next, in the fourth embodiment, using the TIG welding method of the present embodiment, the following embodiment is used while changing the distance h from the surface of the object to be welded to the tip of the non-consumable electrode according to the following welding conditions. Back wave welding of 1 to 6 was performed.

＜溶接条件＞
・溶接機：ＷＰ−Ｔ５００Ｐ（ダイヘン株式会社製）
・センターガス：アルゴンと水素の混合ガス(組成：水素７％、残部アルゴン、流量：２．５Ｌ／ｍｉｎ）
・アウターガス：アルゴンガス(組成：アルゴン１００％、流量１５Ｌ／ｍｉｎ）
・非消耗電極径：φ４ｍｍ、テーパー角θ：４５°
・インサートチップ径：φ８ｍｍ
・インサートチップからの非消耗電極の突き出し長さ：８ｍｍ
・溶接電流：４００Ａ
・溶接速度：５０ｃｍ／ｍｉｎ
・被溶接物：材質：ＳＵＳ３０４、厚み５ｍｍ（ビードオン） <Welding conditions>
・ Welding machine: WP-T500P (manufactured by Daihen Corporation)
-Center gas: Mixed gas of argon and hydrogen (composition: hydrogen 7%, balance argon, flow rate: 2.5 L / min)
-Outer gas: Argon gas (composition: 100% argon, flow rate 15 L / min)
-Non-consumable electrode diameter: φ4 mm, taper angle θ: 45 °
・ Insert tip diameter: φ8 mm
・ Protruding length of non-consumable electrode from insert tip: 8 mm
・ Welding current: 400A
・ Welding speed: 50 cm / min
-Welded object: Material: SUS304, thickness 5 mm (bead-on)

＜実施例１＞
実施例１は、被溶接物の表面から非消耗電極の先端までの距離ｈを＋３ｍｍとした場合である。この実施例１において裏波溶接を行った後の溶接部の外観のうち、被溶接物の表側に形成された溶接ビードの写真を図１３（Ａ）に示し、被溶接物の裏側に形成された溶接ビードの写真図１３（Ｂ）に示す。 <Example 1>
The first embodiment is a case where the distance h from the surface of the object to be welded to the tip of the non-consumable electrode is +3 mm. Of the appearance of the welded portion after back wave welding in Example 1, a photograph of the weld bead formed on the front side of the work piece is shown in FIG. 13 (A), and the weld bead is formed on the back side of the work piece. Photograph of the weld bead shown in FIG. 13 (B).

図１３（Ａ），（Ｂ）に示すように、溶接部は、溶接欠陥のない美しい仕上がりとなった。また、表側の溶接ビードの幅は、約１０ｍｍであった。 As shown in FIGS. 13A and 13B, the welded portion has a beautiful finish without welding defects. The width of the weld bead on the front side was about 10 mm.

＜実施例２＞
実施例２は、被溶接物の表面から非消耗電極の先端までの距離ｈを＋２ｍｍとした場合である。この実施例２において裏波溶接を行った後の溶接部の外観のうち、被溶接物の表側に形成された溶接ビードの写真を図１４（Ａ）に示し、被溶接物の裏側に形成された溶接ビードの写真図１４（Ｂ）に示す。 <Example 2>
The second embodiment is a case where the distance h from the surface of the object to be welded to the tip of the non-consumable electrode is +2 mm. Of the appearance of the welded portion after back wave welding in Example 2, a photograph of the weld bead formed on the front side of the work piece is shown in FIG. 14 (A), and the weld bead is formed on the back side of the work piece. Photograph 14 (B) of the weld bead is shown.

図１４（Ａ），（Ｂ）に示すように、溶接部は、溶接欠陥のない美しい仕上がりとなった。また、表側の溶接ビードの幅は、約９．５ｍｍであった。 As shown in FIGS. 14A and 14B, the welded portion has a beautiful finish without welding defects. The width of the weld bead on the front side was about 9.5 mm.

＜実施例３＞
実施例１は、被溶接物の表面から非消耗電極の先端までの距離ｈを＋１ｍｍとした場合である。この実施例３において裏波溶接を行った後の溶接部の外観のうち、被溶接物の表側に形成された溶接ビードの写真を図１５（Ａ）に示し、被溶接物の裏側に形成された溶接ビードの写真図１５（Ｂ）に示す。 <Example 3>
The first embodiment is a case where the distance h from the surface of the object to be welded to the tip of the non-consumable electrode is +1 mm. Of the appearance of the welded portion after back wave welding in Example 3, a photograph of the weld bead formed on the front side of the object to be welded is shown in FIG. 15 (A), and the weld bead is formed on the back side of the object to be welded. Photograph of the weld bead shown in FIG. 15 (B).

図１５（Ａ），（Ｂ）に示すように、溶接部は、溶接欠陥のない美しい仕上がりとなった。また、表側の溶接ビードの幅は、約９．５ｍｍであった。 As shown in FIGS. 15A and 15B, the welded portion has a beautiful finish without welding defects. The width of the weld bead on the front side was about 9.5 mm.

＜実施例４＞
実施例４は、被溶接物の表面から非消耗電極の先端までの距離ｈを０ｍｍとした場合である。この実施例４において裏波溶接を行った後の溶接部の外観のうち、被溶接物の表側に形成された溶接ビードの写真を図１６（Ａ）に示し、被溶接物の裏側に形成された溶接ビードの写真図１６（Ｂ）に示す。 <Example 4>
Example 4 is a case where the distance h from the surface of the object to be welded to the tip of the non-consumable electrode is 0 mm. A photograph of the weld bead formed on the front side of the object to be welded is shown in FIG. 16A of the appearance of the welded portion after performing back wave welding in Example 4, and the weld bead is formed on the back side of the object to be welded. Photograph 16 (B) of the weld bead is shown.

図１６（Ａ），（Ｂ）に示すように、溶接部は、溶接欠陥のない美しい仕上がりとなった。また、表側の溶接ビードの幅は、約８ｍｍであった。 As shown in FIGS. 16A and 16B, the welded portion has a beautiful finish without welding defects. The width of the weld bead on the front side was about 8 mm.

＜実施例５＞
実施例５は、被溶接物の表面から非消耗電極の先端までの距離ｈを−０．５ｍｍとした場合である。この実施例５において裏波溶接を行った後の溶接部の外観のうち、被溶接物の表側に形成された溶接ビードの写真を図１７（Ａ）に示し、被溶接物の裏側に形成された溶接ビードの写真図１７（Ｂ）に示す。 <Example 5>
Example 5 is a case where the distance h from the surface of the object to be welded to the tip of the non-consumable electrode is −0.5 mm. Of the appearance of the welded portion after back wave welding in Example 5, a photograph of the weld bead formed on the front side of the object to be welded is shown in FIG. 17 (A), and the weld bead is formed on the back side of the object to be welded. Photograph of the weld bead shown in FIG. 17 (B).

図１７（Ａ），（Ｂ）に示すように、溶接部は、溶接欠陥のない美しい仕上がりとなった。また、表側の溶接ビードの幅は、約８ｍｍであった。 As shown in FIGS. 17A and 17B, the welded portion has a beautiful finish without welding defects. The width of the weld bead on the front side was about 8 mm.

＜実施例６＞
実施例６は、被溶接物の表面から非消耗電極の先端までの距離ｈを−１ｍｍとした場合である。この実施例６において裏波溶接を行った後の溶接部の外観のうち、被溶接物の表側に形成された溶接ビードの写真を図１８（Ａ）に示し、被溶接物の裏側に形成された溶接ビードの写真図１８（Ｂ）に示す。 <Example 6>
Example 6 is a case where the distance h from the surface of the object to be welded to the tip of the non-consumable electrode is -1 mm. Of the appearance of the welded portion after back wave welding in Example 6, a photograph of the weld bead formed on the front side of the work piece is shown in FIG. 18 (A), and the weld bead is formed on the back side of the work piece. Photograph of the weld bead shown in FIG. 18 (B).

図１８（Ａ），（Ｂ）に示すように、溶接部は、溶接欠陥のない美しい仕上がりとなった。また、表側の溶接ビードの幅は、約７ｍｍであった。 As shown in FIGS. 18A and 18B, the welded portion has a beautiful finish without welding defects. The width of the weld bead on the front side was about 7 mm.

以上のように、本実施形態のＴＩＧ溶接方法を用いることによって、本発明によれば、良好な裏波溶接をＴＩＧ溶接により安定して行うことが可能となった。また、溶接ビードの幅が狭いほど、ひずみが小さくなることがわかった。 As described above, by using the TIG welding method of the present embodiment, according to the present invention, good back wave welding can be stably performed by TIG welding. It was also found that the narrower the width of the weld bead, the smaller the strain.

（第５の実施例）
次に、第５の実施例では、本実施形態のＴＩＧ溶接方法を用いて、溶接電流を３００Ａ、４００Ａ、５００Ａとし、それぞれ被溶接物の表面から非消耗電極の先端までの距離ｈを＋３．５〜−１．５の範囲で０．５ｍｍ刻みで変更しながら、裏波溶接を行った。 (Fifth Example)
Next, in the fifth embodiment, the welding currents are set to 300A, 400A, and 500A by using the TIG welding method of the present embodiment, and the distance h from the surface of the object to be welded to the tip of the non-consumable electrode is +3. Back wave welding was performed while changing in 0.5 mm increments in the range of 5 to −1.5.

また、溶接電流が３００Ａのとき、被溶接物の厚みを３ｍｍ、溶接速度を８０ｃｍ／ｍｉｎとし、溶接電流が４００Ａのとき、被溶接物の厚みを５ｍｍ、溶接速度を５０ｃｍ／ｍｉｎとし、溶接電流が５００Ａのとき、被溶接物の厚みを７ｍｍ、溶接速度を３５ｃｍ／ｍｉｎとした。それ以外の溶接条件は、以下のとおりである。 When the welding current is 300 A, the thickness of the object to be welded is 3 mm and the welding speed is 80 cm / min, and when the welding current is 400 A, the thickness of the object to be welded is 5 mm and the welding speed is 50 cm / min. When was 500 A, the thickness of the object to be welded was 7 mm and the welding speed was 35 cm / min. Other welding conditions are as follows.

＜溶接条件＞
・溶接機：ＷＰ−Ｔ５００Ｐ（ダイヘン株式会社製）
・センターガス：アルゴンと水素の混合ガス(組成：水素７％、残部アルゴン、流量：２．５Ｌ／ｍｉｎ）
・アウターガス：アルゴンガス(組成：アルゴン１００％、流量１５Ｌ／ｍｉｎ）
・非消耗電極径：φ４ｍｍ、テーパー角θ：４５°
・インサートチップ径：φ８ｍｍ
・インサートチップからの非消耗電極の突き出し長さ：８ｍｍ
・被溶接物：材質：ＳＵＳ３０４ <Welding conditions>
・ Welding machine: WP-T500P (manufactured by Daihen Corporation)
-Center gas: Mixed gas of argon and hydrogen (composition: hydrogen 7%, balance argon, flow rate: 2.5 L / min)
-Outer gas: Argon gas (composition: 100% argon, flow rate 15 L / min)
-Non-consumable electrode diameter: φ4 mm, taper angle θ: 45 °
・ Insert tip diameter: φ8 mm
・ Protruding length of non-consumable electrode from insert tip: 8 mm
-Welded object: Material: SUS304

そして、これらの裏波溶接について、溶接部の仕上がりが良好な場合を「○」とし、溶接部に欠陥が生じた又は非消耗電極が溶融池と接触した場合を「×」として、評価を行った。その評価結果をまとめたものを下記表１に示す。 Then, regarding these back wave welds, the case where the finish of the welded portion is good is evaluated as "○", and the case where a defect occurs in the welded portion or the non-consumable electrode comes into contact with the molten pool is evaluated as "x". rice field. Table 1 below summarizes the evaluation results.

表１に示すように、溶接電流が３００Ａの場合、被溶接物の表面から非消耗電極の先端までの距離ｈが＋０．５〜０ｍｍの範囲で良好な結果が得られた。一方、溶接電流が４００Ａの場合、被溶接物の表面から非消耗電極の先端までの距離ｈが＋３〜−０．５ｍｍの範囲で良好な結果が得られた。一方、溶接電流が５００Ａの場合、被溶接物の表面から非消耗電極の先端までの距離ｈが＋３〜−１ｍｍの範囲で良好な結果が得られた。 As shown in Table 1, when the welding current was 300 A, good results were obtained when the distance h from the surface of the object to be welded to the tip of the non-consumable electrode was in the range of +0.5 to 0 mm. On the other hand, when the welding current was 400 A, good results were obtained when the distance h from the surface of the object to be welded to the tip of the non-consumable electrode was in the range of +3 to −0.5 mm. On the other hand, when the welding current was 500 A, good results were obtained when the distance h from the surface of the object to be welded to the tip of the non-consumable electrode was in the range of +3 to -1 mm.

１…非消耗電極２…トーチノズル１０…ＴＩＧ溶接用トーチ２０…バックシールド治具３０…ワイヤー狙いガイドＳ…被溶接物Ａ…アークＰ…溶融池Ｇ…シールドガスＫ…キーホールＷ…溶接ワイヤー（溶加材）Ｆ…被溶接物の表面Ｂ…被溶接物の開先Ｏ…基準高さ
５０…ＴＩＧ溶接用トーチ５１…非消耗電極５２…コレット５３…ウォータージャケット（流路）５４…コレットボディ５５…トーチボディ５６…トーチノズル５７…冷却チップ５８…トーチキャップ５９…外筒部材６０…絶縁部材６１…ウォータージャケット６２，６３…ＯリングＧ１…第１のシールドガスＧ２…第２のシールドガスＬ…冷却液（水） 1 ... Non-consumable electrode 2 ... Torch nozzle 10 ... TIG welding torch 20 ... Back shield jig 30 ... Wire aiming guide S ... Object to be welded A ... Arc P ... Molten pond G ... Shield gas K ... Keyhole W ... Welding wire ( Welding material) F ... Surface of the object to be welded B ... Groove of the object to be welded O ... Reference height 50 ... TIG welding torch 51 ... Non-consumable electrode 52 ... Collet 53 ... Water jacket (flow path) 54 ... Collet body 55 ... Torch body 56 ... Torch nozzle 57 ... Cooling chip 58 ... Torch cap 59 ... Outer cylinder member 60 ... Insulation member 61 ... Water jacket 62, 63 ... O ring G1 ... First shield gas G2 ... Second shield gas L ... Coolant (water)

Claims

A TIG welding method in which an arc is generated between an object to be welded and a non-consumable electrode, and welding is performed while discharging a shield gas toward a molten pool of the object to be welded generated by the arc.
When back wave welding is performed while forming a keyhole in the molten pool with the molten pool recessed by the pressure of the arc .
After generating an arc between the work piece to be welded and the non-consumable electrode, the step of moving the tip of the non-consumable electrode toward the molten pool is a step.
A step of performing back wave welding while maintaining the distance from the object to be welded to the tip of the non-consumable electrode while scanning the non-consumable electrode relative to the object to be welded in the welding line direction.
A TIG welding method comprising, in this order, a step of moving the tip of the non-consumable electrode to a side separated from the molten pool.

When the surface of the object to be welded or the bottom of the groove is set as the reference height, back wave welding is performed while keeping the distance from this reference height to the tip of the non-consumable electrode in the range of 0 to 3 mm upward. The TIG welding method according to claim 1, wherein the TIG welding method is characterized.

When the surface of the object to be welded or the bottom of the groove is set as the reference height, back wave welding is performed while keeping the distance from this reference height to the tip of the non-consumable electrode in the range of 0 to 3 mm downward. The TIG welding method according to claim 1, wherein the TIG welding method is characterized.

The TIG welding according to any one of claims 1 to 3 , wherein the object to be welded is an anode and the non-consumable electrode is a cathode, and back wave welding is performed while passing a direct current of at least 300 A or more. Method.

The TIG welding method according to any one of claims 1 to 4 , wherein the tip of the non-consumable electrode has a pointed shape.

The TIG welding method according to any one of claims 1 to 5 , wherein back wave welding is performed while supplying a filler metal to the molten pool.

The TIG welding method according to any one of claims 1 to 6 , wherein back wave welding is performed while discharging shield gas from the back surface side of the object to be welded toward the molten pool.

The TIG welding method according to any one of claims 1 to 7 , wherein a mixed gas obtained by adding hydrogen or nitrogen to argon is used as the shield gas.