JPH0359785B2 - - Google Patents
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- JPH0359785B2 JPH0359785B2 JP11100584A JP11100584A JPH0359785B2 JP H0359785 B2 JPH0359785 B2 JP H0359785B2 JP 11100584 A JP11100584 A JP 11100584A JP 11100584 A JP11100584 A JP 11100584A JP H0359785 B2 JPH0359785 B2 JP H0359785B2
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- narrow gap
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- welding
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- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 32
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
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- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/08—Arrangements or circuits for magnetic control of the arc
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はTIG溶接装置に係り、特に狭開先内の
溶接に好適なTIG溶接装置に関するものである。
溶接に好適なTIG溶接装置に関するものである。
アーク溶接の一つとしてタングステン等の非消
耗電極を用い、かつ溶接部の周囲をアルゴン、ヘ
リウム等の不活性（イナート）ガスでシールする
TIG溶接がある。
耗電極を用い、かつ溶接部の周囲をアルゴン、ヘ
リウム等の不活性（イナート）ガスでシールする
TIG溶接がある。
従来のTIG溶接は溶加ワイヤの溶融速度が遅
く、溶着金属量が少ないことから溶接作業の作業
能率が悪く、このためにTIG溶接を適用できる範
囲は比較的薄板同志の溶接に限られていた。
く、溶着金属量が少ないことから溶接作業の作業
能率が悪く、このためにTIG溶接を適用できる範
囲は比較的薄板同志の溶接に限られていた。
しかしながら、この溶加ワイヤに通電して溶加
ワイヤ自体を加熱して溶着金属量を増やす、いわ
ゆるホツトワイヤTIG溶接の出現によつて、溶加
ワイヤからの溶着金属量が増えることから溶接作
業の能率が向上し、これに伴つてTIG溶接の適用
範囲は厚板同志の溶接にまで拡大しつつある。
ワイヤ自体を加熱して溶着金属量を増やす、いわ
ゆるホツトワイヤTIG溶接の出現によつて、溶加
ワイヤからの溶着金属量が増えることから溶接作
業の能率が向上し、これに伴つてTIG溶接の適用
範囲は厚板同志の溶接にまで拡大しつつある。
一方、厚板同志の溶接においては、溶接する断
面積を減少させて更に溶接作業の作業能率の向上
を計るために狭開先TIG溶接が実用化されてい
る。
面積を減少させて更に溶接作業の作業能率の向上
を計るために狭開先TIG溶接が実用化されてい
る。
ところが、この狭開先TIG溶接においては次の
様な欠点がある。
様な欠点がある。
すなわち、開先幅が非常に狭くこの開先幅が７
mmより広くなると狭開先のほぼ中央に形成された
ままのアークによつて狭開先の側壁面を安定して
溶融（濡れ性）することが困難となり、一層の溶
接を−パスで溶接しようとすれば何らかの方法で
アークを狭開先内でオツシレイトさせる必要があ
る。
mmより広くなると狭開先のほぼ中央に形成された
ままのアークによつて狭開先の側壁面を安定して
溶融（濡れ性）することが困難となり、一層の溶
接を−パスで溶接しようとすれば何らかの方法で
アークを狭開先内でオツシレイトさせる必要があ
る。
例えば、通常のアーク溶接と同様に、TIG溶接
においても開先の側壁面を溶融させるために、溶
接トーチ（電極）を機械的にオツシレイトさせる
か、あるいはアーク発生部に外部から磁界をかけ
てアークを磁気オツシレイトさせることが一般に
行なわれている。
においても開先の側壁面を溶融させるために、溶
接トーチ（電極）を機械的にオツシレイトさせる
か、あるいはアーク発生部に外部から磁界をかけ
てアークを磁気オツシレイトさせることが一般に
行なわれている。
ところが、例えば幅５mmの平板状に形成した狭
開先TIG用トーチ（電極）を幅９mmの深い狭開先
内で機械的に左、右に２mm程度振幅させてオツシ
レイトさせようとしても、開先幅が狭く被溶接物
が邪魔になつてアークが真下を向いたままで狭開
先内を左、右に移動する形となるので、オツシレ
イト制御の困難さのわりには狭開先の側壁面が溶
融（濡れ性）できず、溶接欠陥の発生原因ともな
る。
開先TIG用トーチ（電極）を幅９mmの深い狭開先
内で機械的に左、右に２mm程度振幅させてオツシ
レイトさせようとしても、開先幅が狭く被溶接物
が邪魔になつてアークが真下を向いたままで狭開
先内を左、右に移動する形となるので、オツシレ
イト制御の困難さのわりには狭開先の側壁面が溶
融（濡れ性）できず、溶接欠陥の発生原因ともな
る。
そこで、溶接トーチ、すなわちタングステン電
極を狭開先のほぼ中央に保持したままでアークに
外部から磁界をかけて磁気オツシレイトさせる方
が、アークはより適確に狭開先の側壁面を溶融す
ることが期待できる。
極を狭開先のほぼ中央に保持したままでアークに
外部から磁界をかけて磁気オツシレイトさせる方
が、アークはより適確に狭開先の側壁面を溶融す
ることが期待できる。
また、従来から磁気オツシレイトとしてはアー
ク発生部近くに励磁コイルを設置し、交番電流を
通電して交番磁界を発生させる方法が開発されて
いるが、直径30〜50mmの励磁コイルを９mm幅の狭
開先内に設置することは不可能である。
ク発生部近くに励磁コイルを設置し、交番電流を
通電して交番磁界を発生させる方法が開発されて
いるが、直径30〜50mmの励磁コイルを９mm幅の狭
開先内に設置することは不可能である。
本発明はかかる従来の欠点を解消しようとする
もので、その目的とするところは、狭開先内でア
ークを狭開先の幅方向にオツシレイトすることが
でき、しかも狭開先TIG溶接部の健全性に大きく
影響する狭開先の側壁面への安定した溶融ができ
る狭開先TIG溶接装置を得ようとするものであ
る。
もので、その目的とするところは、狭開先内でア
ークを狭開先の幅方向にオツシレイトすることが
でき、しかも狭開先TIG溶接部の健全性に大きく
影響する狭開先の側壁面への安定した溶融ができ
る狭開先TIG溶接装置を得ようとするものであ
る。
本発明は前述の目的を達成するために、狭開先
の両側壁面に溶加ワイヤを配置し、この溶加ワイ
ヤに直流電流を交互に通電してアークを狭開先内
の幅方向に偏向させるようにしたものである。
の両側壁面に溶加ワイヤを配置し、この溶加ワイ
ヤに直流電流を交互に通電してアークを狭開先内
の幅方向に偏向させるようにしたものである。
以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１図は本発明の狭開先TIG溶接装置の側面
図、第２図は第１図の断面図、第３図は第１図に
おけるアークの偏向状態を説明する平面図、第４
図ａ，ｂ，ｃはタングステン電極、溶加ワイヤへ
の電流波形を示す図、第５図は第３図の他の実施
例を示す平面図、第６図ａ，ｂ，ｃは第５図の実
施例におけるタングステン電極、溶加ワイヤへの
電流波形を示す図である。
図、第２図は第１図の断面図、第３図は第１図に
おけるアークの偏向状態を説明する平面図、第４
図ａ，ｂ，ｃはタングステン電極、溶加ワイヤへ
の電流波形を示す図、第５図は第３図の他の実施
例を示す平面図、第６図ａ，ｂ，ｃは第５図の実
施例におけるタングステン電極、溶加ワイヤへの
電流波形を示す図である。
第１図から第３図、第５図において、１，２は
被溶接物、３は被溶接物１，２に穿設された狭開
先、４は図示していない電極支持板に取付けられ
たタングステン電極、５は被溶接物１，２とタン
グステン電極４の間に発生するアーク、６はアー
ク５によつて溶融された溶融池、７は溶融池６が
凝固して形成された溶融金属、８，９はタングス
テン電極４の前方から溶融池６へ図示していない
送給ローラからガイドチツプ及びコンタクトチツ
プを介して送給される溶加ワイヤで、狭開先２の
両側壁面１０，１１に左、右二本の溶加ワイヤ
８，９送給されている。
被溶接物、３は被溶接物１，２に穿設された狭開
先、４は図示していない電極支持板に取付けられ
たタングステン電極、５は被溶接物１，２とタン
グステン電極４の間に発生するアーク、６はアー
ク５によつて溶融された溶融池、７は溶融池６が
凝固して形成された溶融金属、８，９はタングス
テン電極４の前方から溶融池６へ図示していない
送給ローラからガイドチツプ及びコンタクトチツ
プを介して送給される溶加ワイヤで、狭開先２の
両側壁面１０，１１に左、右二本の溶加ワイヤ
８，９送給されている。
一般に狭開先TIG溶接は直流正極性が用いら
れ、被溶接物１，２を陽極、タングステン電極４
を陰極、一方溶加ワイヤ８，９への直流電流につ
いては溶加ワイヤ８，９を陽極、被溶接物１，２
を陰極としている。
れ、被溶接物１，２を陽極、タングステン電極４
を陰極、一方溶加ワイヤ８，９への直流電流につ
いては溶加ワイヤ８，９を陽極、被溶接物１，２
を陰極としている。
すなわち、タングステン電極４に流れるアーク
電流と、溶加ワイヤ８，９に流れるワイヤ電流は
同一方向へ流れ、アーク５は溶加ワイヤ８，９へ
のワイヤ電流によつて発生する磁界によつて吸引
され、溶加ワイヤ８，９側へ偏向し、磁気による
オツシレイトによつて狭開先３の幅方向にアーク
５を偏向させるのである。
電流と、溶加ワイヤ８，９に流れるワイヤ電流は
同一方向へ流れ、アーク５は溶加ワイヤ８，９へ
のワイヤ電流によつて発生する磁界によつて吸引
され、溶加ワイヤ８，９側へ偏向し、磁気による
オツシレイトによつて狭開先３の幅方向にアーク
５を偏向させるのである。
つまり、第３図のように、狭開先３の左側側壁
面１０側の溶加ワイヤ８にのみワイヤ電流を流す
と、タングステン電極４からのアーク５は破線で
示すように左側にオツシレイトされ、溶加ワイヤ
８への通電をやめて、溶加ワイヤ９へのみ通電す
ると、タングステン電極４からのアーク５は第３
図の一点鎖線で示すように右側側壁面１１側へ偏
向する。
面１０側の溶加ワイヤ８にのみワイヤ電流を流す
と、タングステン電極４からのアーク５は破線で
示すように左側にオツシレイトされ、溶加ワイヤ
８への通電をやめて、溶加ワイヤ９へのみ通電す
ると、タングステン電極４からのアーク５は第３
図の一点鎖線で示すように右側側壁面１１側へ偏
向する。
第４図ａはタングステン電極４へのアーク電
流、ｂは溶加ワイヤ８へのワイヤ電流、ｃは溶加
ワイヤ９へのワイヤ電流値を示し、横軸のａ区間
は溶加ワイヤ８への通電、ｂ区間は溶加ワイヤ９
への通電を示し、溶加ワイヤ８，９へ交互に通電
するのである。
流、ｂは溶加ワイヤ８へのワイヤ電流、ｃは溶加
ワイヤ９へのワイヤ電流値を示し、横軸のａ区間
は溶加ワイヤ８への通電、ｂ区間は溶加ワイヤ９
への通電を示し、溶加ワイヤ８，９へ交互に通電
するのである。
つまり、第４図のａ区間においては第３図の左
側側壁面１０の溶加ワイヤ８のみに通電してお
り、アーク５は第３図の破線で示すように左側壁
面１０側へ偏向する。この時に図示していないが
溶融金属７も側壁面１０側に流出する現象がみら
れた。これは左側の側壁面１０の溶融に対してア
ーク５の偏向に加え溶融金属７の保有熱量が重畳
してその効果が大きくなるからである。
側側壁面１０の溶加ワイヤ８のみに通電してお
り、アーク５は第３図の破線で示すように左側壁
面１０側へ偏向する。この時に図示していないが
溶融金属７も側壁面１０側に流出する現象がみら
れた。これは左側の側壁面１０の溶融に対してア
ーク５の偏向に加え溶融金属７の保有熱量が重畳
してその効果が大きくなるからである。
また、第４図のｂ区間においては、第３図の右
側側壁面１１の溶加ワイヤ９のみに通電してお
り、アーク５は第３図の一点鎖線で示すように右
側壁面１１側へ偏向する。このアーク５の偏向に
伴つて溶融金属７も同一方向へ流出し、右側壁面
１１側の溶融が効果的に行なわれる。
側側壁面１１の溶加ワイヤ９のみに通電してお
り、アーク５は第３図の一点鎖線で示すように右
側壁面１１側へ偏向する。このアーク５の偏向に
伴つて溶融金属７も同一方向へ流出し、右側壁面
１１側の溶融が効果的に行なわれる。
なお、これらの現象に対して発明者の実験によ
れば、溶加ワイヤ８，９へのワイヤ電流値の適正
範囲が存在していた。ワイヤ電流値はアークの偏
向量（偏向角度）に大きく影響を及ぼし、通常の
アーク長において約２mm以上偏向させるにはアー
ク電流の1/2以上の値が必要である。一方、溶加
ワイヤ８，９へのワイヤ電流がアーク電流以上に
なると狭開先３幅以上に偏向し、溶接作業が困難
になる。また、溶加ワイヤ８，９への通電の周期
は数Hzから数百Hzまで開先側壁面の溶融に対して
効果が認められた。なお、数Hzから100Hz程度の
範囲においては、上記した様に溶融金属７も左右
の側壁面１０，１１の方向に振動するため、この
範囲より低周期、より高周期の場合よりも溶融金
属７の成長が断続的となり、結晶粒が小さくなる
傾向もみられた。
れば、溶加ワイヤ８，９へのワイヤ電流値の適正
範囲が存在していた。ワイヤ電流値はアークの偏
向量（偏向角度）に大きく影響を及ぼし、通常の
アーク長において約２mm以上偏向させるにはアー
ク電流の1/2以上の値が必要である。一方、溶加
ワイヤ８，９へのワイヤ電流がアーク電流以上に
なると狭開先３幅以上に偏向し、溶接作業が困難
になる。また、溶加ワイヤ８，９への通電の周期
は数Hzから数百Hzまで開先側壁面の溶融に対して
効果が認められた。なお、数Hzから100Hz程度の
範囲においては、上記した様に溶融金属７も左右
の側壁面１０，１１の方向に振動するため、この
範囲より低周期、より高周期の場合よりも溶融金
属７の成長が断続的となり、結晶粒が小さくなる
傾向もみられた。
この様に、本発明の実施例においては、溶加ワ
イヤ８，９へ交互にワイヤ電流を通電することに
よつて、狭開先３の幅方向にアーク５を第３図の
破線、一点鎖線で示すように被溶接物１の左側壁
面１０、被溶接物２の右側壁面１１へオツシレイ
トできるので、側壁面１０，１１は溶融され、狭
開先TIG溶接であつても健全な溶接が行えるので
ある。
イヤ８，９へ交互にワイヤ電流を通電することに
よつて、狭開先３の幅方向にアーク５を第３図の
破線、一点鎖線で示すように被溶接物１の左側壁
面１０、被溶接物２の右側壁面１１へオツシレイ
トできるので、側壁面１０，１１は溶融され、狭
開先TIG溶接であつても健全な溶接が行えるので
ある。
第５図および第６図のものは他の実施例を示す
もので、第１図から第４図のものと異る点は、第
１図から第４図のものにおいては溶加ワイヤ８，
９に第４図に示す如くａ区間は溶加ワイヤ８のみ
に、ｂ区間は溶加ワイヤ９のみにワイヤ電流を流
したのに対し、第５図および第６図のものにおい
ては第６図のｃ区間のように溶加ワイヤ８，９い
ずれにも通電しないｃ区間があることである。
もので、第１図から第４図のものと異る点は、第
１図から第４図のものにおいては溶加ワイヤ８，
９に第４図に示す如くａ区間は溶加ワイヤ８のみ
に、ｂ区間は溶加ワイヤ９のみにワイヤ電流を流
したのに対し、第５図および第６図のものにおい
ては第６図のｃ区間のように溶加ワイヤ８，９い
ずれにも通電しないｃ区間があることである。
つまり、溶加ワイヤ８にのみａ区間のようにワ
イヤ電流を流すと第５図の破線で示すようにアー
ク５は左側壁面１０側へ偏向し、溶加ワイヤ９に
のみｂ区間のようにワイヤ電流を流すと第５図の
一点鎖線で示すようにアーク５は右側壁面１１側
へ偏向するが、溶加ワイヤ８，９への通電をとり
やめたｃ区間においてはタングステン電極４から
のアーク５は第５図の実線で示すように狭開先３
のほぼ中央に位置する。
イヤ電流を流すと第５図の破線で示すようにアー
ク５は左側壁面１０側へ偏向し、溶加ワイヤ９に
のみｂ区間のようにワイヤ電流を流すと第５図の
一点鎖線で示すようにアーク５は右側壁面１１側
へ偏向するが、溶加ワイヤ８，９への通電をとり
やめたｃ区間においてはタングステン電極４から
のアーク５は第５図の実線で示すように狭開先３
のほぼ中央に位置する。
この様に溶加ワイヤ８のみに通電、溶加ワイヤ
８，９への通電をやめる、溶加ワイヤ９のみに通
電、溶加ワイヤ８，９への通電をやめる操作を繰
り返すことによつてアーク５は第５図の破線の位
置、実線の位置、一点鎖線の位置、実線の位置へ
とアーク５は狭開先３の幅方向に往復移動するこ
とになり溶融池６の移動が激しくなつて溶融金属
７を一層微細化することができる。
８，９への通電をやめる、溶加ワイヤ９のみに通
電、溶加ワイヤ８，９への通電をやめる操作を繰
り返すことによつてアーク５は第５図の破線の位
置、実線の位置、一点鎖線の位置、実線の位置へ
とアーク５は狭開先３の幅方向に往復移動するこ
とになり溶融池６の移動が激しくなつて溶融金属
７を一層微細化することができる。
本発明は狭開先の両側壁面に溶加ワイヤを配置
し、この溶加ワイヤに直流電流を交互に通電して
アークを狭開先の幅方向に偏向させるようにした
ので、狭開先内であつてもアークをオツシレイト
することができ、狭開先TIG溶接部の健全性に大
きく影響する側壁面の安定した溶融（濡れ性）が
得られる。
し、この溶加ワイヤに直流電流を交互に通電して
アークを狭開先の幅方向に偏向させるようにした
ので、狭開先内であつてもアークをオツシレイト
することができ、狭開先TIG溶接部の健全性に大
きく影響する側壁面の安定した溶融（濡れ性）が
得られる。
第１図は本発明の狭開先TIG溶接装置の側面
図、第２図は第１図の断面図、第３図は第１図お
よび第２図におけるアークの偏向を説明する図、
第４図ａ，ｂ，ｃはタングステン電極と溶加ワイ
ヤへの電流波形を示した図、第５図は第３図に相
当する他の実施例によるアークの偏向を説明する
図、第６図ａ，ｂ，ｃはタングステン電極と溶加
ワイヤへの電流波形を示した図である。 ２……タングステン電極、３……狭開先、８，
９……溶加ワイヤ、１０，１１……側壁面。
図、第２図は第１図の断面図、第３図は第１図お
よび第２図におけるアークの偏向を説明する図、
第４図ａ，ｂ，ｃはタングステン電極と溶加ワイ
ヤへの電流波形を示した図、第５図は第３図に相
当する他の実施例によるアークの偏向を説明する
図、第６図ａ，ｂ，ｃはタングステン電極と溶加
ワイヤへの電流波形を示した図である。 ２……タングステン電極、３……狭開先、８，
９……溶加ワイヤ、１０，１１……側壁面。
Claims (1)
- １ 狭開先内にタングステン電極と溶加ワイヤを
配置してTIG溶接を行なうものにおいて、前記狭
開先の両側壁面に溶加ワイヤを配置し、この溶加
ワイヤに直流電流を交互通電してアークを狭開先
の幅方向に偏向させるようにしたことを特徴とす
る狭開先TIG溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11100584A JPS60255275A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 狭開先ｔｉｇ溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11100584A JPS60255275A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 狭開先ｔｉｇ溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60255275A JPS60255275A (ja) | 1985-12-16 |
| JPH0359785B2 true JPH0359785B2 (ja) | 1991-09-11 |
Family
ID=14549986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11100584A Granted JPS60255275A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 狭開先ｔｉｇ溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60255275A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62263868A (ja) * | 1986-05-12 | 1987-11-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 狭開先ｔｉｇ溶接方法 |
| CN104227181B (zh) * | 2013-06-24 | 2017-08-25 | 北京工业大学 | 双送丝辅助电弧驱动主电弧摆动的焊接方法 |
-
1984
- 1984-06-01 JP JP11100584A patent/JPS60255275A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60255275A (ja) | 1985-12-16 |
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