JP5047370B2 - 溶接方法 - Google Patents

Description

本発明は、直流電流によるセルフシールドアーク溶接を行う溶接方法に関し、セルフシールドアーク溶接に適用される溶接電流を直流電流に変更することにより、電源装置としてエンジンウェルダを使用することができる溶接方法に関するものである。

従来、セルフシールドアーク溶接を行うには、特許文献１及び特許文献２に記載されているように、電源装置として大型の交流溶接機を使用している。屋外でセルフシールドアーク溶接を行う場合にも、大型の交流溶接機を使用する必要がある。すなわち、交流溶接機により発生させた一次電源をキャップタイヤを介してノーガス自動溶接機に供給して、セルフシールドアーク溶接を行っている。

例えば、図３に示すように、商業周波数の交流２００Ｖ電源を交流溶接機（メイントランス）１０１に印加し、ノーガス自動溶接機１０２を用いて、セルフシールドアーク溶接を行っている。ノーガス自動溶接機１０２において、基準電圧回路１０３は、モータ回路１０４を介して、ワイヤ送給モータ１０５の回転速度を決定する。モータ回路１０４は、ワイヤ送給モータ１０５に電圧を印加するための回路であり、溶接の場合とインチングの場合とで、モータ電流の流れ方を異ならせるように構成されている。モータ電圧比較回路１０６は、モータ出力指令回路１０８で設定された基準電圧と誘起電圧とを比較して、パルス発生回路１０７を作動させる回路である。パルス発生回路１０７は、トランジスタ、コンデンサ及びトランスの組合せにより構成された発振回路であり、トランスにパルスを発生させ、サイリスタのゲートにパルスを供給して、サイリスタをＯＮさせる回路である。電圧検出回路１０９は、溶接電流が流れることによりリレーがＯＮし、ワイヤ送給モータ１０５にアーク電流を供給して、ワイヤ送給モータ１０５を駆動させる回路である。

特開２０００−２０２６２９号公報 特開平８−１３５１号公報

ところで、前述した従来の技術においては、電源装置として大型の交流溶接機を用いる必要があるため、屋外や、狭所、高所において溶接を行うのは容易ではない。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであって、エンジンウェルダなどの直流交流電源を用いてノーガス自動溶接機によりセルフシールドアーク溶接を行うことができ、屋外や、狭所、高所における溶接を容易とする溶接方法を提供することを目的とする。

前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明に係る溶接方法は、以下の構成を有するものである。

〔構成１〕
直流交流電源を使用して、直流電流機用溶接機に溶接用直流高圧電源を供給するとともに、直流交流電源からの交流電圧をトランスにより低電圧として操作用交流電源とし、操作用交流電源により溶接機を操作してワイヤ送給を行うとともに、溶接用直流高圧電源によりセルフシールドアーク溶接を行うことを特徴とするものである。

本発明に係る溶接方法においては、セルフシールドアーク溶接において、エンジンウェルダなどの直流交流電源を使用するので、大型の交流溶接機（発電機）を必要とせず、また、直流電流特性のため、周期的な加熱、冷却現象がないので、溶接部を効率よく連続して加熱し、溶接時間を短縮し、溶接も安定して実施することができる。

すなわち、本発明は、エンジンウェルダなどの直流交流電源を用いてノーガス自動溶接機によりセルフシールドアーク溶接を行うことができ、屋外や、狭所、高所における溶接を容易とする溶接方法を提供することができるものである。

本発明に係る溶接方法を実施するための溶接装置の構成を示す側面図である。 本発明に係る溶接方法を実施するための溶接装置の構成を示すブロック図である。 従来の溶接装置の構成を示すブロック図である。

以下、本発明に係る溶接方法の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明に係る溶接方法を実施するための溶接装置の構成を示す側面図である。

本発明に係る溶接方法を実施するには、図１に示すように、電源及び電源装置を装備した直流交流電源であるエンジンウェルダ１と、溶接機本体３とを用いる。エンジンウェルダ１としては、例えば、１ｔ車、あるいは、専用小型移動装置にセットされたものを使用できる。

エンジンウェルダ１により、トランス２及び制御用ケーブル１１を介して、溶接機本体（ノーガス自動溶接機）３に、操作用交流電源を供給する。また、エンジンウェルダ１により、溶接ケーブル６を介して、溶接用直流高圧電源を、溶接機本体３及び母材９に供給する。また、溶接機本体３は、単芯キャップタイヤケーブル１０により、母材９に接続する。

溶接機本体３には、制御装置４及びワイヤ供給装置５が内蔵されている。溶接機本体３は、ワイヤ供給装置５により、溶接トーチ８にフレキシブルコンジット７を供給する。

この溶接方法においては、操作用交流電源により溶接機本体３を操作するとともに、溶接用直流高圧電源により、セルフシールドアーク溶接を行う。

図２は、本発明に係る溶接方法を実施するための溶接装置の構成を示すブロック図である。

エンジンウェルダ１は、図２に示すように、ロータ１２及びステータ１３からなる発電機を内蔵しており、交流電源Ａ（定格２００Ｖ、４３．３Ａ）を出力するとともに、整流器１４を介して、直流電源Ｂ（＋）、Ｂ（−）（定格３４Ｖ、３５０Ａ）を出力する。

交流電源Ａは、トランス２を介して、操作用交流電源（３０Ｖ）として、溶接機本体３に供給される。また、直流電源Ｂ（＋）、Ｂ（−）は、溶接用直流高圧電源として、溶接機本体３に供給される。

溶接機本体３において、基準電圧回路１５は、操作用交流電源Ａが供給され、モータ回路１６を介して、ワイヤ供給装置５のワイヤ送給モータ１７の回転速度を決定する。モータ回路１６は、ワイヤ送給モータ１７に電圧を印加するための回路であり、溶接の場合とインチングの場合とで、モータ電流の流れ方を異ならせるように構成されている。

モータ電圧比較回路１８は、モータ出力指令回路１９で設定された基準電圧と誘起電圧とを比較して、パルス発生回路２０を作動させる回路である。パルス発生回路２０は、トランジスタ、コンデンサ及びトランスの組合せにより構成された発振回路であり、トランスにパルスを発生させ、サイリスタのゲートにパルスを供給して、サイリスタをＯＮさせる回路である。

電圧検出回路２１は、溶接用直流高圧電源Ｂ（−）が供給されることによりリレーがＯＮし、ワイヤ送給モータ１７にアーク電流を供給する。電流検出回路２２においては、溶接用直流高圧電源Ｂ（＋）が供給され、アーク電圧がリレーに印加される。

インチング時は、トランス２を経た電圧をダイオードによって整流した直流電圧を与え、溶接時はモータ起動リレーが働き、溶接用直流高圧電源の二次電圧Ｂ（＋）が与えられる。次に、溶接用電流選択スイッチ２３を通しツェナーダイオードを経由して、溶接条件に見合った定電圧がモータ出力指令回路１９に印加される。基準電圧回路１５は、モータ誘導電圧と比較してトランジスタをＯＮ／ＯＦＦすることにより、パルス発生回路２０によりパルスを発生させるとこにより、サイリスタをＯＮしてワイヤ送給モータ１７を駆動させる。

なお、ワイヤ供給装置５及びモータ出力指令回路１９は、溶接機本体３とは分離したキャリッジに収納するようにしてもよい。このキャリッジは、溶接機本体３とは、送電ケーブル及び信号ケーブルによって接続され、軽量で搬送が容易となっている。この場合には、溶接機本体３を溶接を行う場所から離れた位置に設置したままで、溶接を行う場所の近傍にはキャリッジのみを搬入すればよいので、狭い場所や高所での溶接作業を容易に行うことができる。

本発明により実施した溶接について、エンジンウェルダの電圧の変化による耐久時間確認及び超音波探傷試験、放射線探傷試験、染色探傷試験、曲げ試験を行った結果、交流電流による溶接と何の遜色のない溶接を行うことができたことが確認された。

本発明は、直流電流によるセルフシールドアーク溶接を行う溶接方法に関し、セルフシールドアーク溶接に適用される溶接電流を直流電流に変更することにより、電源装置としてエンジンウェルダを使用することができる溶接方法に適用される。この溶接方法は、特に、大型発電機の常備されていない場所において、有効、かつ、経済的である。

１ エンジンウェルダ
２ トランス
３ 溶接機本体
４ 制御装置
５ ワイヤ供給装置
６ 溶接ケーブル
７ フレキシブルコンジット
８ 溶接トーチ
９ 母材
１０ 単芯キャップタイヤケーブル
１１ 制御用ケーブル

Claims (1)

1. 直流交流電源を使用して、直流電流機用溶接機に溶接用直流高圧電源を供給するとともに、前記直流交流電源からの交流電圧をトランスにより低電圧として操作用交流電源とし、
   前記操作用交流電源により溶接機を操作してワイヤ送給を行うとともに、前記溶接用直流高圧電源によりセルフシールドアーク溶接を行う
   ことを特徴とする溶接方法。

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