JP3473195B2 - 磁気撹拌溶接装置 - Google Patents
磁気撹拌溶接装置Info
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- JP3473195B2 JP3473195B2 JP18703995A JP18703995A JP3473195B2 JP 3473195 B2 JP3473195 B2 JP 3473195B2 JP 18703995 A JP18703995 A JP 18703995A JP 18703995 A JP18703995 A JP 18703995A JP 3473195 B2 JP3473195 B2 JP 3473195B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気撹拌溶接装置、
特にニッケル基合金鋼やステンレス鋼を接合する手段と
して用いる磁気撹拌溶接装置に関するものである。
特にニッケル基合金鋼やステンレス鋼を接合する手段と
して用いる磁気撹拌溶接装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、インコネル等のニッケル基合金鋼
やステンレス鋼を接合する手段として、図５及び図６に
示すような磁気撹拌溶接装置が使用されている。
やステンレス鋼を接合する手段として、図５及び図６に
示すような磁気撹拌溶接装置が使用されている。
【０００３】１は溶接トーチ（ＴＩＧ溶接トーチ）であ
り、該溶接トーチ１は、筒状のガスノズル１ａと、先端
部がガスノズル１ａから突出し且つガスノズル１ａの内
周面との間に不活性ガス（アルゴンガス）が流通するガ
ス流路１ｂが形成されるようにガスノズル１ａに挿通さ
れたタングステンよりなる棒状の電極（アーク溶接用電
極）１ｃとから構成されている。
り、該溶接トーチ１は、筒状のガスノズル１ａと、先端
部がガスノズル１ａから突出し且つガスノズル１ａの内
周面との間に不活性ガス（アルゴンガス）が流通するガ
ス流路１ｂが形成されるようにガスノズル１ａに挿通さ
れたタングステンよりなる棒状の電極（アーク溶接用電
極）１ｃとから構成されている。
【０００４】この溶接トーチ１の電極１ｃには、溶接用
電源（直流電源）２のマイナス端子が配線２ａを介して
接続されている。
電源（直流電源）２のマイナス端子が配線２ａを介して
接続されている。
【０００５】３は複数の磁気コイルであり、該磁気コイ
ル３は、溶接トーチ１のガスノズル１ａの外周面に沿っ
て該ガスノズル１ａを周方向に取り囲み且つ各磁気コイ
ル３のコア３ａが電極１ｃの軸心に対して平行となるよ
うに配置されており、各磁気コイル３は、ブラケット３
ｂによってガスノズル１ａに固定されている。
ル３は、溶接トーチ１のガスノズル１ａの外周面に沿っ
て該ガスノズル１ａを周方向に取り囲み且つ各磁気コイ
ル３のコア３ａが電極１ｃの軸心に対して平行となるよ
うに配置されており、各磁気コイル３は、ブラケット３
ｂによってガスノズル１ａに固定されている。
【０００６】これらの各磁気コイル３には、励磁用電源
（交流電源）４の各端子が配線４ａ，４ｂを介して接続
されている。
（交流電源）４の各端子が配線４ａ，４ｂを介して接続
されている。
【０００７】５はワイヤ送給機構であり、該ワイヤ送給
機構５は、溶接用ワイヤ５ａが巻き付けられたワイヤリ
ール５ｂと、該ワイヤリール５ｂから溶接用ワイヤ５ａ
を繰り出すワイヤ送出機５ｃと、該ワイヤ送出機５ｃよ
り送出される溶接用ワイヤ５ａを所定位置へ導くための
ワイヤガイド５ｄとから構成されている。
機構５は、溶接用ワイヤ５ａが巻き付けられたワイヤリ
ール５ｂと、該ワイヤリール５ｂから溶接用ワイヤ５ａ
を繰り出すワイヤ送出機５ｃと、該ワイヤ送出機５ｃよ
り送出される溶接用ワイヤ５ａを所定位置へ導くための
ワイヤガイド５ｄとから構成されている。
【０００８】６は移動機構であり、該移動機構６は、一
対のガイドレール６ａ，６ａと、該ガイドレール６ａ，
６ａに沿って転動する走行車輪６ｂ，６ｂと、該走行車
輪６ｂ，６ｂを支持する左右一対の支持脚６ｃ，６ｃを
備えた移動フレーム６ｄとから構成されている。
対のガイドレール６ａ，６ａと、該ガイドレール６ａ，
６ａに沿って転動する走行車輪６ｂ，６ｂと、該走行車
輪６ｂ，６ｂを支持する左右一対の支持脚６ｃ，６ｃを
備えた移動フレーム６ｄとから構成されている。
【０００９】先に述べた溶接トーチ１は、電極１ｃの先
端部が下方を向くように移動フレーム６ｄに取り付けら
れ、また、ワイヤ送給機構５は、溶接用ワイヤ５ａを電
極１ｃの先端部近傍へ送給し得るように移動フレーム６
ｄに取り付けられている。
端部が下方を向くように移動フレーム６ｄに取り付けら
れ、また、ワイヤ送給機構５は、溶接用ワイヤ５ａを電
極１ｃの先端部近傍へ送給し得るように移動フレーム６
ｄに取り付けられている。
【００１０】以下、図５及び図６に示す磁気撹拌溶接装
置の作動を説明する。
置の作動を説明する。
【００１１】２つの被溶接部材７，７を突き合せ溶接に
よって接合する際には、被溶接部材７，７の互いに接合
すべき部分に開先き加工を施し、この開先き加工部分が
対峙するように被溶接部材７，７を略水平に位置させ
る。
よって接合する際には、被溶接部材７，７の互いに接合
すべき部分に開先き加工を施し、この開先き加工部分が
対峙するように被溶接部材７，７を略水平に位置させ
る。
【００１２】また、開先き加工部分に対して平行となる
ように、被溶接部材７，７の上面にガイドレール６ａ，
６ａをそれぞれ敷設し、該ガイドレール６ａ，６ａに沿
って走行車輪６ｂ，６ｂが転動し得るように移動フレー
ム６ｄを配置して、溶接トーチ１の電極１ｃの先端部を
被溶接部材７，７の開先き加工部分の直上に位置させ
る。
ように、被溶接部材７，７の上面にガイドレール６ａ，
６ａをそれぞれ敷設し、該ガイドレール６ａ，６ａに沿
って走行車輪６ｂ，６ｂが転動し得るように移動フレー
ム６ｄを配置して、溶接トーチ１の電極１ｃの先端部を
被溶接部材７，７の開先き加工部分の直上に位置させ
る。
【００１３】更に、被溶接部材７，７の端部に溶接用電
源２のプラス端子を配線２ｂを介して接続する。
源２のプラス端子を配線２ｂを介して接続する。
【００１４】次いで、溶接トーチ１のガス流路１ｂから
被溶接部材７，７の開先き継手部分に向ってアルゴンガ
ス等の不活性ガスを噴射しながら、溶接用電源２を作動
させると、被溶接部材７，７の端部から開先き加工部分
へ向う溶接電流（直流電流）Ｉが流れるとともに、被溶
接部材７，７の開先き加工部分と電極１ｃの先端部との
間にアークが生じる。
被溶接部材７，７の開先き継手部分に向ってアルゴンガ
ス等の不活性ガスを噴射しながら、溶接用電源２を作動
させると、被溶接部材７，７の端部から開先き加工部分
へ向う溶接電流（直流電流）Ｉが流れるとともに、被溶
接部材７，７の開先き加工部分と電極１ｃの先端部との
間にアークが生じる。
【００１５】また、ワイヤ送出機５ｃを作動させて電極
１ｃの近傍へ溶接用ワイヤ５ａを送給すると、前記のア
ークによって溶接用ワイヤ５ａが溶融し、電極１ｃの略
直下における被溶接部材７，７の開先き加工部分の間に
溶融金属層１１が形成される。
１ｃの近傍へ溶接用ワイヤ５ａを送給すると、前記のア
ークによって溶接用ワイヤ５ａが溶融し、電極１ｃの略
直下における被溶接部材７，７の開先き加工部分の間に
溶融金属層１１が形成される。
【００１６】一方、励磁用電源４を作動させることによ
り励磁電流（交流電流）を各磁気コイル３に通電する
と、該各磁気コイル３から被溶接部材７，７の板厚方向
に該被溶接部材７，７及び溶融金属層１１を突き抜ける
磁場Ｍが、溶接トーチ側から反溶接トーチ側へ、あるい
は反溶接トーチ側から溶接トーチ側へ、励磁電流の周波
数に応じて交互に発生する。
り励磁電流（交流電流）を各磁気コイル３に通電する
と、該各磁気コイル３から被溶接部材７，７の板厚方向
に該被溶接部材７，７及び溶融金属層１１を突き抜ける
磁場Ｍが、溶接トーチ側から反溶接トーチ側へ、あるい
は反溶接トーチ側から溶接トーチ側へ、励磁電流の周波
数に応じて交互に発生する。
【００１７】磁場Ｍが発生すると、溶接電流Ｉにローレ
ンツ力が作用し、磁場Ｍ及び溶接電流Ｉの双方の進行方
向に対して略直交する方向へ溶接電流Ｉを曲げられるこ
とにより、溶融金属層１１が撹拌される。
ンツ力が作用し、磁場Ｍ及び溶接電流Ｉの双方の進行方
向に対して略直交する方向へ溶接電流Ｉを曲げられるこ
とにより、溶融金属層１１が撹拌される。
【００１８】更に、移動フレーム６ｄを移動させると、
被溶接部材７，７の開先き加工部分に沿って溶融金属層
１１が伸張するとともに該溶融金属層１１が逐次凝固
し、被溶接部材７，７が互いに接合される。
被溶接部材７，７の開先き加工部分に沿って溶融金属層
１１が伸張するとともに該溶融金属層１１が逐次凝固
し、被溶接部材７，７が互いに接合される。
【００１９】このように、図５及び図６に示す磁気撹拌
溶接装置においては、ローレンツ力によって溶融金属層
１１を撹拌するので、該溶融金属層１１が凝固する際に
超音波探傷検査の妨げとなる柱状結晶が形成されず、被
溶接部材７，７の溶接継手に対する超音波探傷性を良好
な状態で実施することができる。
溶接装置においては、ローレンツ力によって溶融金属層
１１を撹拌するので、該溶融金属層１１が凝固する際に
超音波探傷検査の妨げとなる柱状結晶が形成されず、被
溶接部材７，７の溶接継手に対する超音波探傷性を良好
な状態で実施することができる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、溶融
金属層１１が効果的に撹拌されるようにするためには、
磁場Ｍが溶融金属層１１を突き抜けたときに、５００ガ
ウス程度の磁場強度を有している必要がある。
金属層１１が効果的に撹拌されるようにするためには、
磁場Ｍが溶融金属層１１を突き抜けたときに、５００ガ
ウス程度の磁場強度を有している必要がある。
【００２１】ところが、図５及び図６に示す磁気撹拌溶
接装置では、磁気コイル３に通電される励磁電流の電流
値が一定であるため、互いに接合すべき被溶接部材７，
７の板厚が厚くなると、被溶接部材７，７及び溶融金属
層１１に対する磁場Ｍの磁場強度が不足する傾向を呈す
る。
接装置では、磁気コイル３に通電される励磁電流の電流
値が一定であるため、互いに接合すべき被溶接部材７，
７の板厚が厚くなると、被溶接部材７，７及び溶融金属
層１１に対する磁場Ｍの磁場強度が不足する傾向を呈す
る。
【００２２】また、各磁気コイル３が溶接トーチ１に隣
接して設けられているので、連続的に溶接作業を実施す
る際に、溶接トーチ１とともに磁気コイル３の温度が上
昇すると、磁場Ｍの磁場強度が低下する傾向を呈する。
接して設けられているので、連続的に溶接作業を実施す
る際に、溶接トーチ１とともに磁気コイル３の温度が上
昇すると、磁場Ｍの磁場強度が低下する傾向を呈する。
【００２３】このように、被溶接部材７，７及び溶融金
属層１１に対する磁場Ｍの磁場強度が不足、もしくは低
下すると、磁場Ｍが被溶接部材７，７及び溶融金属層１
１を突き抜けられなくなったり、あるいは磁場Ｍが曲げ
られ、ローレンツ力による溶融金属層１１の撹拌を効果
的に行うことができなくなって、溶融金属層１１が凝固
する際に超音波探傷検査の妨げとなる柱状結晶が形成さ
れやすくなる。
属層１１に対する磁場Ｍの磁場強度が不足、もしくは低
下すると、磁場Ｍが被溶接部材７，７及び溶融金属層１
１を突き抜けられなくなったり、あるいは磁場Ｍが曲げ
られ、ローレンツ力による溶融金属層１１の撹拌を効果
的に行うことができなくなって、溶融金属層１１が凝固
する際に超音波探傷検査の妨げとなる柱状結晶が形成さ
れやすくなる。
【００２４】本発明は上述した実情に鑑みてなしたもの
で、被溶接部材の板厚や溶接トーチの温度上昇に影響さ
れることなく、ローレンツ力による溶融金属層の撹拌を
行うことが可能な磁気撹拌溶接装置を提供することを目
的としている。
で、被溶接部材の板厚や溶接トーチの温度上昇に影響さ
れることなく、ローレンツ力による溶融金属層の撹拌を
行うことが可能な磁気撹拌溶接装置を提供することを目
的としている。
【００２５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、アーク溶接用電極を有する溶接トーチ
と、アーク溶接用電極と被溶接部材との間にアークを発
生させる溶接用電源と、前記のアーク溶接用電極と略平
行なコアをそれぞれ有する複数の磁気コイルと、各磁気
コイルに励磁用電流を通電する励磁用電源とを備えた磁
気撹拌溶接装置において、前記の励磁用電源と磁気コイ
ルの間に電流調整手段を設けている。
に本発明では、アーク溶接用電極を有する溶接トーチ
と、アーク溶接用電極と被溶接部材との間にアークを発
生させる溶接用電源と、前記のアーク溶接用電極と略平
行なコアをそれぞれ有する複数の磁気コイルと、各磁気
コイルに励磁用電流を通電する励磁用電源とを備えた磁
気撹拌溶接装置において、前記の励磁用電源と磁気コイ
ルの間に電流調整手段を設けている。
【００２６】また、磁気コイルを、アーク溶接用電極に
対して所定の距離を隔てて該アーク溶接用電極を周方向
に取り囲み且つ被溶接部材に近接するように配置した構
成とする。
対して所定の距離を隔てて該アーク溶接用電極を周方向
に取り囲み且つ被溶接部材に近接するように配置した構
成とする。
【００２７】本発明の磁気撹拌溶接装置では、励磁用電
源から各磁気コイルに通電される励磁電流の電流値を電
流調整手段によって変化させ、各磁気コイルにより発生
する磁場の磁場強度を被溶接部材の板厚に応じて調整す
る。
源から各磁気コイルに通電される励磁電流の電流値を電
流調整手段によって変化させ、各磁気コイルにより発生
する磁場の磁場強度を被溶接部材の板厚に応じて調整す
る。
【００２８】また、アーク溶接用電極に対して所定の距
離を隔てて該アーク溶接用電極を周方向に取り囲み且つ
被溶接部材に近接するように、複数の磁気コイルを配置
し、各磁気コイルの温度上昇を抑制する。
離を隔てて該アーク溶接用電極を周方向に取り囲み且つ
被溶接部材に近接するように、複数の磁気コイルを配置
し、各磁気コイルの温度上昇を抑制する。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。
を参照しつつ説明する。
【００３０】図１は本発明の磁気撹拌溶接装置の実施の
形態の第１の例を示すものであり、図中、図５及び図６
と同一の符号を付した部分は同一物を表している。
形態の第１の例を示すものであり、図中、図５及び図６
と同一の符号を付した部分は同一物を表している。
【００３１】図１に示す磁気撹拌溶接装置では、先に述
べた図５における励磁用電源４に替えて、該励磁用電源
４よりも電流値が大きい励磁電流を出力可能な励磁用電
源（交流電源）８を用い、各磁気コイル３と励磁用電源
８の各端子とを配線９ａ，９ｂを介して接続し、一方の
配線９ａに、励磁用電源８から磁気コイル３に通電され
る励磁電流の値を調整する可変抵抗器（電流調整手段）
１０を設けている。
べた図５における励磁用電源４に替えて、該励磁用電源
４よりも電流値が大きい励磁電流を出力可能な励磁用電
源（交流電源）８を用い、各磁気コイル３と励磁用電源
８の各端子とを配線９ａ，９ｂを介して接続し、一方の
配線９ａに、励磁用電源８から磁気コイル３に通電され
る励磁電流の値を調整する可変抵抗器（電流調整手段）
１０を設けている。
【００３２】以下、図１に示す磁気撹拌溶接装置の作動
を説明する。
を説明する。
【００３３】２つの被溶接部材７，７を突き合せ溶接に
よって接合する際には、先に述べた図５及び図６に示す
ものと同様に被溶接部材７，７及び移動機構６を配置し
て、溶接トーチ１の電極１ｃの先端部を被溶接部材７，
７の開先き加工部分の直上に位置させ、被溶接部材７，
７の端部に溶接用電源２のプラス端子を配線２ｂを介し
て接続する。
よって接合する際には、先に述べた図５及び図６に示す
ものと同様に被溶接部材７，７及び移動機構６を配置し
て、溶接トーチ１の電極１ｃの先端部を被溶接部材７，
７の開先き加工部分の直上に位置させ、被溶接部材７，
７の端部に溶接用電源２のプラス端子を配線２ｂを介し
て接続する。
【００３４】次いで、溶接トーチ１のガス流路１ｂから
アルゴンガス等の不活性ガスを噴射しながら、溶接用電
源２及びワイヤ送出機５ｃを作動させると、被溶接部材
７，７に溶接電流Ｉが流れて被溶接部材７，７の開先き
加工部分と電極１ｃの先端部との間にアークが生じると
ともに、このアークによって溶接用ワイヤ５ａが溶融
し、電極１ｃの略直下における被溶接部材７，７の開先
き加工部分の間に溶融金属層１１が形成される。
アルゴンガス等の不活性ガスを噴射しながら、溶接用電
源２及びワイヤ送出機５ｃを作動させると、被溶接部材
７，７に溶接電流Ｉが流れて被溶接部材７，７の開先き
加工部分と電極１ｃの先端部との間にアークが生じると
ともに、このアークによって溶接用ワイヤ５ａが溶融
し、電極１ｃの略直下における被溶接部材７，７の開先
き加工部分の間に溶融金属層１１が形成される。
【００３５】一方、励磁用電源８から励磁電流を各磁気
コイル３に通電すると、該各磁気コイル３から被溶接部
材７，７の板厚方向に該被溶接部材７，７及び溶融金属
層１１を突き抜ける磁場Ｍが、溶接トーチ側から反溶接
トーチ側へ、あるいは反溶接トーチ側から溶接トーチ側
へ、励磁電流の周波数に応じて交互に発生し、溶接電流
Ｉにローレンツ力が作用することにより溶融金属層１１
が撹拌される。
コイル３に通電すると、該各磁気コイル３から被溶接部
材７，７の板厚方向に該被溶接部材７，７及び溶融金属
層１１を突き抜ける磁場Ｍが、溶接トーチ側から反溶接
トーチ側へ、あるいは反溶接トーチ側から溶接トーチ側
へ、励磁電流の周波数に応じて交互に発生し、溶接電流
Ｉにローレンツ力が作用することにより溶融金属層１１
が撹拌される。
【００３６】更に、移動フレーム６ｄを移動させると、
被溶接部材７，７の開先き加工部分に沿って溶融金属層
１１が伸張するとともに該溶融金属層１１が逐次凝固
し、被溶接部材７，７が互いに接合される。
被溶接部材７，７の開先き加工部分に沿って溶融金属層
１１が伸張するとともに該溶融金属層１１が逐次凝固
し、被溶接部材７，７が互いに接合される。
【００３７】上述した溶接作業を実施するにあたって
は、被溶接部材７，７の板厚に対して各磁気コイル３に
通電される励磁電流が、図２に示すような関係となるよ
うに、可変抵抗器１０を調整しておく。
は、被溶接部材７，７の板厚に対して各磁気コイル３に
通電される励磁電流が、図２に示すような関係となるよ
うに、可変抵抗器１０を調整しておく。
【００３８】すなわち、被溶接部材７，７の板厚が厚い
場合には、抵抗値が低くなるように可変抵抗器１０を設
定しておく。
場合には、抵抗値が低くなるように可変抵抗器１０を設
定しておく。
【００３９】可変抵抗器１０の抵抗値が低くなると、励
磁用電源８から各磁気コイル３に通電される励磁電流の
電流値が高くなり、各磁気コイル３により発生する磁場
Ｍの磁場強度が被溶接部材７，７の板厚に応じて強くな
る。
磁用電源８から各磁気コイル３に通電される励磁電流の
電流値が高くなり、各磁気コイル３により発生する磁場
Ｍの磁場強度が被溶接部材７，７の板厚に応じて強くな
る。
【００４０】このように、図１に示す磁気撹拌溶接装置
においては、各磁気コイル３により発生する磁場Ｍの磁
場強度を調整できるので、被溶接部材７，７の板厚が厚
くなっても、溶融金属層１１をローレンツ力によって効
果的に撹拌することが可能になる。
においては、各磁気コイル３により発生する磁場Ｍの磁
場強度を調整できるので、被溶接部材７，７の板厚が厚
くなっても、溶融金属層１１をローレンツ力によって効
果的に撹拌することが可能になる。
【００４１】よって、溶融金属層１１が凝固する際に超
音波探傷検査の妨げとなる柱状結晶が形成されず、被溶
接部材７，７の溶接継手に対する超音波探傷性を良好な
状態で行うことができる。
音波探傷検査の妨げとなる柱状結晶が形成されず、被溶
接部材７，７の溶接継手に対する超音波探傷性を良好な
状態で行うことができる。
【００４２】図３及び図４は本発明の磁気撹拌溶接装置
の実施の形態の第２の例を示すものであり、図中、図５
及び図６と同一の符号を付した部分は同一物を表してい
る。
の実施の形態の第２の例を示すものであり、図中、図５
及び図６と同一の符号を付した部分は同一物を表してい
る。
【００４３】図３及び図４に示す磁気撹拌溶接装置で
は、複数の磁気コイル３を、溶接トーチ１の電極１ｃの
外周面に対して所定の距離を隔てて該電極１ｃを周方向
に取り囲むとともに被溶接部材７，７に近接し且つ各磁
気コイル３のコア３ａが電極１ｃの軸線に平行となるよ
うに配置し、隣接する磁気コイル３，３をブラケット３
ｃによって互いに連結し、また、移動機構６の支持脚６
ｃに最も近い磁気コイル３をブラケット３ｄによって支
持脚６ｃに固定している。
は、複数の磁気コイル３を、溶接トーチ１の電極１ｃの
外周面に対して所定の距離を隔てて該電極１ｃを周方向
に取り囲むとともに被溶接部材７，７に近接し且つ各磁
気コイル３のコア３ａが電極１ｃの軸線に平行となるよ
うに配置し、隣接する磁気コイル３，３をブラケット３
ｃによって互いに連結し、また、移動機構６の支持脚６
ｃに最も近い磁気コイル３をブラケット３ｄによって支
持脚６ｃに固定している。
【００４４】また、各磁気コイル３と励磁用電源８の各
端子とを配線９ａ，９ｂを介して接続し、一方の配線９
ａに、励磁用電源８から磁気コイル３に通電される励磁
電流の値を調整する可変抵抗器（電流調整手段）１０を
設けている。
端子とを配線９ａ，９ｂを介して接続し、一方の配線９
ａに、励磁用電源８から磁気コイル３に通電される励磁
電流の値を調整する可変抵抗器（電流調整手段）１０を
設けている。
【００４５】以下、図３及び図４に示す磁気撹拌溶接装
置の作動を説明する。
置の作動を説明する。
【００４６】２つの被溶接部材７，７を突き合せ溶接に
よって接合する際には、先に述べた図６及び図７に示す
ものと同様に被溶接部材７，７及び移動機構６を配置し
て、溶接トーチ１の電極１ｃの先端部を被溶接部材７，
７の開先き加工部分の直上に位置させ、被溶接部材７，
７の端部に溶接用電源２のプラス端子を配線２ｂを介し
て接続する。
よって接合する際には、先に述べた図６及び図７に示す
ものと同様に被溶接部材７，７及び移動機構６を配置し
て、溶接トーチ１の電極１ｃの先端部を被溶接部材７，
７の開先き加工部分の直上に位置させ、被溶接部材７，
７の端部に溶接用電源２のプラス端子を配線２ｂを介し
て接続する。
【００４７】次いで、溶接トーチ１のガス流路１ｂから
アルゴンガス等の不活性ガスを噴射しながら、溶接用電
源２及びワイヤ送出機５ｃを作動させると、被溶接部材
７，７の開先き加工部分と電極１ｃの先端部との間にア
ークが生じるとともに、このアークによって溶接用ワイ
ヤ５ａが溶融し、電極１ｃの略直下における被溶接部材
７，７の開先き加工部分の間に溶融金属層１１が形成さ
れる。
アルゴンガス等の不活性ガスを噴射しながら、溶接用電
源２及びワイヤ送出機５ｃを作動させると、被溶接部材
７，７の開先き加工部分と電極１ｃの先端部との間にア
ークが生じるとともに、このアークによって溶接用ワイ
ヤ５ａが溶融し、電極１ｃの略直下における被溶接部材
７，７の開先き加工部分の間に溶融金属層１１が形成さ
れる。
【００４８】一方、励磁用電源４から励磁電流を各磁気
コイル３に通電すると、該各磁気コイル３から被溶接部
材７，７の板厚方向に該被溶接部材７，７及び溶融金属
層１１を突き抜ける磁場Ｍが、溶接トーチ側から反溶接
トーチ側へ、あるいは反溶接トーチ側から溶接トーチ側
へ、励磁電流の周波数に応じて交互に発生し、溶接電流
Ｉにローレンツ力が作用することにより溶融金属層１１
が撹拌される。
コイル３に通電すると、該各磁気コイル３から被溶接部
材７，７の板厚方向に該被溶接部材７，７及び溶融金属
層１１を突き抜ける磁場Ｍが、溶接トーチ側から反溶接
トーチ側へ、あるいは反溶接トーチ側から溶接トーチ側
へ、励磁電流の周波数に応じて交互に発生し、溶接電流
Ｉにローレンツ力が作用することにより溶融金属層１１
が撹拌される。
【００４９】更に、移動フレーム６ｄを移動させると、
被溶接部材７，７の開先き加工部分に沿って溶融金属層
１１が伸張するとともに該溶融金属層１１が逐次凝固
し、被溶接部材７，７が互いに接合される。
被溶接部材７，７の開先き加工部分に沿って溶融金属層
１１が伸張するとともに該溶融金属層１１が逐次凝固
し、被溶接部材７，７が互いに接合される。
【００５０】このとき、溶接トーチ１から離れた位置に
被溶接部材７，７に近接するように各磁気コイル３が配
置されているので、アークによる各磁気コイル３の温度
上昇が抑制され、該各磁気コイル３により発生する磁場
Ｍの磁場強度の低下が防止される。
被溶接部材７，７に近接するように各磁気コイル３が配
置されているので、アークによる各磁気コイル３の温度
上昇が抑制され、該各磁気コイル３により発生する磁場
Ｍの磁場強度の低下が防止される。
【００５１】このように、図３及び図４に示す磁気撹拌
溶接装置においては、各磁気コイル３により発生する磁
場Ｍの磁場強度が低下せず、また、可変抵抗器１０によ
り磁場Ｍの磁場強度を調整できるので、板厚が厚い被溶
接部材７，７の溶接作業を連続的に行っても、溶融金属
層１１をローレンツ力によって効果的に撹拌することが
可能になる。
溶接装置においては、各磁気コイル３により発生する磁
場Ｍの磁場強度が低下せず、また、可変抵抗器１０によ
り磁場Ｍの磁場強度を調整できるので、板厚が厚い被溶
接部材７，７の溶接作業を連続的に行っても、溶融金属
層１１をローレンツ力によって効果的に撹拌することが
可能になる。
【００５２】よって、溶融金属層１１が凝固する際に超
音波探傷検査の妨げとなる柱状結晶が形成されず、被溶
接部材７，７の溶接継手に対する超音波探傷性を良好な
状態で実施することができる。
音波探傷検査の妨げとなる柱状結晶が形成されず、被溶
接部材７，７の溶接継手に対する超音波探傷性を良好な
状態で実施することができる。
【００５３】
【００５４】
【００５５】
【００５６】
【００５７】なお、本発明の磁気撹拌溶接装置は上述し
た実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変更を加え得ること
は勿論である。
た実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変更を加え得ること
は勿論である。
【００５８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の磁気撹拌溶
接装置においては、下記のような種々の優れた効果を奏
し得る。
接装置においては、下記のような種々の優れた効果を奏
し得る。
【００５９】本発明の請求項１あるいは請求項２に記載
した磁気撹拌溶接装置のいずれにおいても、励磁用電源
から各磁気コイルに通電される励磁電流の電流値を電流
調整手段によって変化させ、各磁気コイルにより発生す
る磁場の磁場強度を被溶接部材の板厚に応じて調整する
ので、被溶接部材の板厚が厚くなっても、被溶接部材に
形成される溶融金属層をローレンツ力によって効果的に
撹拌することが可能になり、よって、前記溶融金属層が
凝固する際に超音波探傷検査の妨げとなる柱状結晶が形
成されず、被溶接部材の溶接継手に対する超音波探傷性
を良好な状態で行うことができる。
した磁気撹拌溶接装置のいずれにおいても、励磁用電源
から各磁気コイルに通電される励磁電流の電流値を電流
調整手段によって変化させ、各磁気コイルにより発生す
る磁場の磁場強度を被溶接部材の板厚に応じて調整する
ので、被溶接部材の板厚が厚くなっても、被溶接部材に
形成される溶融金属層をローレンツ力によって効果的に
撹拌することが可能になり、よって、前記溶融金属層が
凝固する際に超音波探傷検査の妨げとなる柱状結晶が形
成されず、被溶接部材の溶接継手に対する超音波探傷性
を良好な状態で行うことができる。
【００６０】
【図１】本発明の磁気撹拌溶接装置の実施の形態の第１
の例を示す部分切断正面図である。
の例を示す部分切断正面図である。
【図２】本発明の磁気撹拌溶接装置の実施の形態の第１
の例を使用する際における被溶接部材の板厚と磁気コイ
ルに通電する励磁電流との関係を示すグラフである。
の例を使用する際における被溶接部材の板厚と磁気コイ
ルに通電する励磁電流との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の磁気撹拌溶接装置の実施の形態の第２
の例を示す部分切断正面図である。
の例を示す部分切断正面図である。
【図４】本発明の磁気撹拌溶接装置の実施の形態の第２
の例を示す部分切断平面図である。
の例を示す部分切断平面図である。
【図５】従来の磁気撹拌溶接装置の一例を示す部分切断
正面図である。
正面図である。
【図６】従来の磁気撹拌溶接装置の一例を示す部分切断
平面図である。
平面図である。
１溶接トーチ
１ｃ電極（アーク溶接用電極）
２溶接用電源
３磁気コイル
３ａコア
４励磁用電源
７被溶接部材
１０可変抵抗器（電流調整手段）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B23K 9/08
B23K 9/167
Claims (2)
- 【請求項１】 アーク溶接用電極を有する溶接トーチ
と、アーク溶接用電極と被溶接部材との間にアークを発
生させる溶接用電源と、前記のアーク溶接用電極と略平
行なコアをそれぞれ有する複数の磁気コイルと、各磁気
コイルに励磁用電流を通電する励磁用電源とを備えた磁
気撹拌溶接装置において、前記の励磁用電源と磁気コイ
ルの間に電流調整手段を設けたことを特徴とする磁気撹
拌溶接装置。 - 【請求項２】 アーク溶接用電極を有する溶接トーチ
と、アーク溶接用電極と被溶接部材との間にアークを発
生させる溶接用電源と、前記のアーク溶接用電極と略平
行なコアをそれぞれ有する複数の磁気コイルと、各磁気
コイルに励磁用電流を通電する励磁用電源とを備えた磁
気撹拌溶接装置において、前記の磁気コイルを、アーク
溶接用電極に対して所定の距離を隔てて該アーク溶接用
電極を周方向に取り囲み且つ被溶接部材に近接するよう
に配置し、前記の励磁用電源と磁気コイルの間に電流調
整手段を設けたことを特徴とする磁気撹拌溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18703995A JP3473195B2 (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | 磁気撹拌溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18703995A JP3473195B2 (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | 磁気撹拌溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0929432A JPH0929432A (ja) | 1997-02-04 |
| JP3473195B2 true JP3473195B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=16199111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18703995A Expired - Fee Related JP3473195B2 (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | 磁気撹拌溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3473195B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100340639B1 (ko) * | 1997-12-20 | 2002-07-18 | 이구택 | 유도코일을이용한용접아크의제어방법 |
| KR100308542B1 (ko) * | 1999-07-09 | 2001-11-01 | 정기형 | 대전력 나선 아크 스위치 |
| DE10104608A1 (de) * | 2001-02-02 | 2002-08-08 | Bosch Gmbh Robert | Ulrtaschall-Sensor für die Prozesssteuerung beim Widerstandspunktschweißen |
| CN107745175A (zh) * | 2017-10-12 | 2018-03-02 | 昆山华恒焊接股份有限公司 | 电弧焊焊接方法及电弧焊焊接设备 |
| CN109909593B (zh) * | 2019-03-19 | 2024-01-30 | 昆山华恒焊接股份有限公司 | 外接式磁控电弧摆动装置 |
-
1995
- 1995-07-24 JP JP18703995A patent/JP3473195B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0929432A (ja) | 1997-02-04 |
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|---|---|---|---|
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