JPH07227674A - Multielectrode welding method and electrode structure, torch and device for implementing such method - Google Patents
Multielectrode welding method and electrode structure, torch and device for implementing such methodInfo
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- JPH07227674A JPH07227674A JP4473094A JP4473094A JPH07227674A JP H07227674 A JPH07227674 A JP H07227674A JP 4473094 A JP4473094 A JP 4473094A JP 4473094 A JP4473094 A JP 4473094A JP H07227674 A JPH07227674 A JP H07227674A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、複数の非消耗電極を用
いる多電極溶接方法並びにこの方法を実施するための電
極構造体、ト−チ及び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-electrode welding method using a plurality of non-consumable electrodes, and an electrode structure, torch and apparatus for carrying out the method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のティグ溶接法は、図１５に示すよ
うに通電加熱した溶接ワイヤ（１）を斜め上方から溶融
池に供給して溶接する方法（例えば、特開平３─２０４
１８０号公報参照）と、図１６に示すように全体が筒状
であって、ア−クを発生する部分が一本の棒状になって
いる非消耗電極(22)の筒状部内側に配設された絶縁部材
の貫通孔に、溶接ワイヤ（１）を上方から挿通して供給
する溶接方法（例えば、特開平５─７７０５０号公報参
照）とが知られていた。2. Description of the Related Art In the conventional TIG welding method, as shown in FIG. 15, a welding wire (1), which is electrically heated, is supplied obliquely from above to a molten pool for welding (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-204).
No. 180) and, as shown in FIG. 16, inside the cylindrical part of the non-consumable electrode (22), which has a cylindrical shape as a whole, and a part for generating an arc is a rod shape. A welding method has been known in which a welding wire (1) is inserted from above into a through hole of an installed insulating member and supplied (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-77050).
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記図１５に示す従来
のティグ溶接法は、装置が大型になるために、狭隘の場
所では使用できず、且つ溶接ワイヤの供給に方向性があ
るという問題点があり、さらに通電できる距離が短いの
で、特に電気抵抗の小さい金属の溶接ワイヤでは小電流
で十分加熱することができないという問題点があった。
また上記図１６に示す従来のティグ溶接法は、電極が一
つであるために、ト−チを左右に振幅しなければ幅広開
先の溶接ができず、ア−クにムラが生じ易く且つ大電流
を流して溶接することができないという問題点があり、
さらに溶接ワイヤを通電加熱するようになっていないの
で、高速で溶接ができないという問題点もあった。本発
明は、ア−クのムラを解消し、大電流で溶接することが
でき、しかも溶接ワイヤを十分加熱して溶接することが
できる溶接方法並びにこの方法を実施するための電極構
造体、ト−チ及び装置を提供することを目的とするもの
である。The conventional TIG welding method shown in FIG. 15 has a problem that it cannot be used in a confined space because of the large size of the apparatus, and the welding wire has a direction. In addition, since the distance over which electricity can be applied is short, there is a problem that a metal welding wire having a low electric resistance cannot be sufficiently heated with a small current.
Further, in the conventional TIG welding method shown in FIG. 16 described above, since there is one electrode, it is not possible to weld a wide groove unless the torch is oscillated to the left and right, and the arc is likely to be uneven. There is a problem that it is impossible to weld by applying a large current,
Further, since the welding wire is not designed to be electrically heated, there is a problem that welding cannot be performed at high speed. The present invention is directed to a welding method capable of eliminating arc unevenness, capable of welding with a large current, and further capable of sufficiently heating and welding a welding wire, an electrode structure for carrying out this method, and a welding method. It is intended to provide a switch and a device.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、略円形状にそれぞれ絶縁して配置した複
数の非消耗電極の内側に組み込んだ絶縁体のワイヤガイ
ドチップの中央に給電加熱した溶接ワイヤを挿通すると
共に、ワイヤガイドチップに設けたインナ−ガス流通路
からＨｅ、Ｈ2 、Ａｒ又はこれらの混合ガスからなるイ
ンナ−ガスを供給し、且つ非消耗電極の外周部より溶接
用シ−ルドガスであるアウタ−ガスを流して溶接するよ
うにした。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a wire guide chip of an insulator incorporated in the inside of a plurality of non-consumable electrodes that are arranged in a substantially circular shape and insulated from each other. The welding wire heated by power feeding is inserted, and the inner gas consisting of He, H 2 , Ar or a mixed gas of these is supplied from the inner gas flow passage provided in the wire guide tip, and from the outer peripheral portion of the non-consumable electrode. An outer gas, which is a shielding gas for welding, was flowed to perform welding.
【０００５】さらに、給電加熱した溶接ワイヤの溶滴化
現象を溶接ワイヤと母材との間の電圧の変化又は溶接ワ
イヤに流れる電流の遮断によって検知し、溶接ワイヤが
連続的に溶融池へ供給される状態になると同時に通電を
開始するようにした。Further, the dropletization phenomenon of the welding wire heated by power feeding is detected by the change of the voltage between the welding wire and the base material or the interruption of the current flowing through the welding wire, and the welding wire is continuously supplied to the molten pool. The power supply was started at the same time as the state of being reached.
【０００６】また、上記方法を実施するための多電極構
造体を、中央に溶接ワイヤ貫通孔を設けると共に、周囲
に孔又はスリットからなるインナ−ガス流通路を設けた
絶縁体のワイヤガイドチップと、このワイヤガイドチッ
プの周囲に略円形状にそれぞれ絶縁して配置した複数の
非消耗電極とからなるものとした。Further, a multi-electrode structure for carrying out the above method is provided with a wire guide chip made of an insulator having a welding wire through hole in the center and an inner gas flow passage consisting of holes or slits in the periphery. The wire guide chip is composed of a plurality of non-consumable electrodes that are arranged in a substantially circular shape around the wire guide chip so as to be insulated from each other.
【０００７】また、上記方法を実施するためのト−チ
を、絶縁体を間に挟んだ複数のブロックからなるト−チ
ブロックと、その上部に螺合した絶縁体のト−チキャッ
プと、その上部に取り付けた溶接ワイヤ給電部と、ト−
チブロックの下部に取り付けたト−チカップと、ト−チ
ブロックの内側に設けた電極固定手段と、これに取り外
し自在に固着した多電極構造体と、ト−チカップの内部
にあってアウタ−ガスを整流して噴出するコレットボデ
−と、ト−チブロックの周囲に取り付けられたインナ−
ガス入口、アウタ−ガス入口、ト−チ冷却水入口及びト
−チ冷却水出口とからなるものとした。Further, a torch for carrying out the above method is a torch block composed of a plurality of blocks sandwiching an insulator, a torch cap of the insulator screwed onto the upper part of the torch block, and a torch cap thereof. Welding wire feeding part attached to the top and
A torch cup attached to the bottom of the torch block, electrode fixing means provided inside the torch block, a multi-electrode structure detachably fixed to the torch cup, and an outer gas inside the torch cup. A collet body that rectifies and ejects the air and an inner that is attached around the torch block.
A gas inlet, an outer gas inlet, a torch cooling water inlet, and a torch cooling water outlet.
【０００８】また、上記方法を実施するための装置を、
絶縁体を間に挟んだ複数のブロックからなるト−チブロ
ックと、その上部に螺合した絶縁体のト−チキャップ
と、ト−チブロックの下部にシ−ルパッキンを介して取
り付けたト−チカップと、ト−チブロックの内側に挿入
された複数のブロックからなる電極コレットと、ト−チ
カップの内部にあってト−チブロックにト−チカップを
固定すると共に、アウタ−ガスを整流して噴出するコレ
ットボデ−と、電極コレットに取り外し自在に固着した
ワイヤガイドチップ及びこの周囲に略円形状に取り付け
た複数の非消耗電極とからなる電極構造体と、ト−チブ
ロックの周囲に設けたインナ−ガス入口、アウタ−ガス
入口、ト−チ冷却水入口及びト−チ冷却水出口と、ト−
チキャツプの上部にワイヤ給電端子を挟んで取り付けた
Ｃｕなどからなるワイヤ給電部本体と、ワイヤ給電端子
に接続されたワイヤ加熱電源と、ト−チブロックの各ブ
ロックにそれぞれ接続される複数の溶接電源と、各電源
を制御する制御装置とからなり、ト−チキャップを回転
することによって電極コレットを押し下げて多電極構造
体を取り外し自在に固着するようにした。An apparatus for carrying out the above method is also provided.
A torch block consisting of a plurality of blocks sandwiching an insulator, an insulator torch cap screwed onto the upper part of the torch block, and a torch cup attached to the lower part of the torch block via a seal packing. And an electrode collet consisting of a plurality of blocks inserted inside the torch block and the torch cup inside the torch cup, fixing the torch cup to the outer torch block and rectifying the outer gas and ejecting it. An electrode structure consisting of a collet body, a wire guide chip removably fixed to the electrode collet, and a plurality of non-consumable electrodes attached in a substantially circular shape around the collet body, and an inner member provided around the torch block. A gas inlet, an outer-gas inlet, a torch cooling water inlet and a torch cooling water outlet,
A wire feeding part main body made of Cu or the like mounted on the top of the chip cap with a wire feeding terminal sandwiched between it, a wire heating power source connected to the wire feeding terminal, and a plurality of welding power sources respectively connected to each block of the torch block. And a control device for controlling each power source. By rotating the torch cap, the electrode collet is pushed down to detachably fix the multi-electrode structure.
【０００９】[0009]
【作用】ティグ溶接は、大電流或いは速度を高速にする
と、ア−ク力の増大によりアンダ−カット、ハンピング
などの欠陥が生じ易く、且つ電極の消耗が大きくなる欠
点があるが、本発明は、ワイヤガイドチップの周辺に複
数の電極を配置しているので、１本の電極に大電流を流
さなくても全体で大電流を流すことができ、上記欠陥が
生じることがなく、また電極が多く消耗することもなく
溶接することができる。さらに、電極が１本であると、
幅広開先ではア−クオシレ−トが必要になり溶接が不均
一になるが、本発明は、電極を複数にしているので、オ
シレ−トを行わなくても溶接することができる。また、
本発明は、各電極に独立した溶接電源を接続するように
しているので、ア−クを他の電極に影響されることなく
発生することができると共に、各電極のア−クをそれぞ
れ独立して制御することができる。In the TIG welding, when a large current or a high speed is used, defects such as undercut and humping are likely to occur due to an increase in the arc force, and the electrode wear becomes large. Since a plurality of electrodes are arranged around the wire guide chip, a large current can be caused to flow as a whole without causing a large current to flow through one electrode, and the above defects do not occur. It can be welded without much wear. Furthermore, if there is only one electrode,
In the wide groove, an arc oscillating is required and welding becomes non-uniform. However, since the present invention has a plurality of electrodes, welding can be performed without performing oscillating. Also,
In the present invention, since an independent welding power source is connected to each electrode, the arc can be generated without being affected by other electrodes, and the arc of each electrode can be independent. Can be controlled.
【００１０】溶接ワイヤを加熱し過ぎると、溶滴化現象
が生じて溶接ワイヤと母材との間の電圧が急に高くな
り、溶接ワイヤに流れる電流が遮断されることになる。
このような状態になると、溶接ワイヤの溶融池への供給
が不安定になるが、本発明は、この変化を検知して加熱
電流を遮断し、溶接ワイヤが連続的に溶融池へ供給され
る状態になると同時に通電を開始するようにしたので、
溶接ワイヤを高温の状態で溶融池へ安定的に供給するこ
とができる。If the welding wire is overheated, a droplet formation phenomenon occurs, the voltage between the welding wire and the base material suddenly increases, and the current flowing through the welding wire is cut off.
In such a state, the supply of the welding wire to the molten pool becomes unstable, but the present invention detects this change and shuts off the heating current, so that the welding wire is continuously supplied to the molten pool. Since it was set to start energizing at the same time,
The welding wire can be stably supplied to the molten pool at a high temperature.
【００１１】また、本発明の装置は、背丈が高くなるよ
うな構造にすると共に、溶接ワイヤの給電部を装置の最
上部に取り付け、他の電極を母材に接続するようにした
ために、溶接ワイヤの給電部から溶接ワイヤの先端まで
を長くすることができるので、特に電気抵抗の小さい金
属の溶接ワイヤでも小電流で十分加熱することができ
る。さらに、本発明の装置は、ト−チブロックを回転す
る回転手段を設けることができるので、回転装置を取り
付けると、ア−クを回転させながらオシレ−トすること
ができ、溶融金属が強制的に攪拌されるのでさらに溶接
能率並びに溶接品質の向上が図れる。Further, the apparatus of the present invention has a structure such that the height is increased, and the power feeding portion of the welding wire is attached to the uppermost portion of the apparatus, and the other electrodes are connected to the base material. Since the length from the power feeding portion of the wire to the tip of the welding wire can be lengthened, it is possible to sufficiently heat even a metal welding wire having a low electric resistance with a small current. Further, since the device of the present invention can be provided with a rotating means for rotating the torch block, when the rotating device is attached, it is possible to oscillate while rotating the arc, and the molten metal is forced. Since it is agitated, the welding efficiency and the welding quality can be further improved.
【００１２】[0012]
【実施例】次に、実施例について図面を参照して説明す
ると、図１は、本発明の全体構成を示すもので、ト−チ
ブロック（９）は絶縁体(25)を間に挟んだ２つのブロッ
クからなり、その上部には絶縁体で作られたト−チキャ
ップ（５）が螺合され、下部にはシ−ルパッキン(20)を
介してト−チカップ(21)が取り付けられ、内側にはワイ
ヤガイドチップ(23)を間に挟んだ非消耗電極Ａ(22A) と
非消耗電極Ｂ(22B)が取り外し自在に固定されている。
さらに、ト−チブロック（９）の周囲にはインナ−ガス
入口(10)、２つのアウタ−ガス入口(11)、２つのト−チ
冷却水入口(12A,12B) 及び２つのト−チ冷却水出口(26
A,26B) が設けられている。図面では、ト−チ冷却水入
口とト−チ冷却水出口の何れか一方しか見えていない
が、左右にそれぞれト−チ冷却水入口とト−チ冷却水出
口がある。ト−チキャップ（５）の上部にはワイヤ給電
端子（４）を挟んでワイヤ給電部本体（３）が螺合さ
れ、ワイヤ給電部本体（３）には絶縁シ−ス(27)を介し
てワイヤコンジット（２）が取り付けられ、ワイヤ給電
端子（４）にはワイヤ加熱電源(30)の一方の電極が接続
されている。溶接電源Ａ(31)と溶接電源Ｂ(32)はそれぞ
れの一方の電極が２つのト−チ冷却水入口(12A,12B) の
一方又は２つのト−チ冷却水出口(26A,26B) の一方を通
ってト−チブロック（９）の各ブロックに接続され、も
う一方の電極がワイヤ加熱電源(30)の一方の電極と共に
母材(34)に接続されている。図中33は制御装置であり、
ワイヤ加熱電源(30)、溶接電源Ａ(31)と溶接電源Ｂ(32)
を制御している。EXAMPLE An example will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the entire structure of the present invention, in which a torch block (9) has an insulator (25) interposed therebetween. It consists of two blocks, the torch cap (5) made of an insulator is screwed on the upper part, and the torch cup (21) is attached to the lower part via the seal packing (20), A non-consumable electrode A (22A) and a non-consumable electrode B (22B) with a wire guide chip (23) sandwiched therebetween are detachably fixed thereto.
Further, around the torch block (9) are an inner gas inlet (10), two outer gas inlets (11), two torch cooling water inlets (12A, 12B) and two torch. Cooling water outlet (26
A, 26B) are provided. In the drawing, only one of the torch cooling water inlet and the torch cooling water outlet is visible, but there are the torch cooling water inlet and the torch cooling water outlet on the left and right respectively. A wire feeding portion main body (3) is screwed on the torch cap (5) with a wire feeding terminal (4) interposed therebetween, and the wire feeding portion main body (3) is connected via an insulating sheath (27). The wire conduit (2) is attached, and one electrode of the wire heating power source (30) is connected to the wire power supply terminal (4). Welding power source A (31) and welding power source B (32) have one electrode for each of two torch cooling water inlets (12A, 12B) or two torch cooling water outlets (26A, 26B). It is connected to each block of the torch block (9) through one side, and the other electrode is connected to the base material (34) together with one electrode of the wire heating power source (30). In the figure, 33 is a control device,
Wire heating power source (30), welding power source A (31) and welding power source B (32)
Are in control.
【００１３】溶接ワイヤ（１）はワイヤフィ−ダ−(29)
によって送りこまれ、ワイヤ給電部本体（３）によって
給電され、ト−チブロック（９）、ワイヤガイドチップ
(23)を通って溶接部に供給される。ア−クを制御するイ
ンナ−ガスはインナ−ガス入口(10)から入り、ワイヤガ
イドチップ(23)を通って溶接部に供給され、溶接シ−ル
ドガスであるアウタ−ガスは２つのアウタ−ガス入口(1
1)から入り、ト−チカップ(21)の中を通って溶接部の周
囲に供給される。The welding wire (1) is a wire feeder (29).
Sent by the wire feeding part main body (3), the torch block (9), the wire guide tip
It is supplied to the weld through (23). The inner gas for controlling the arc enters from the inner gas inlet (10) and is supplied to the weld through the wire guide tip (23), and the outer gas as the welding shield gas is the two outer gas. Entrance (1
It enters from 1), passes through the torch cup (21), and is supplied around the weld.
【００１４】さらに、本発明の実施例を図２〜１４によ
って詳細に説明する。ト−チブロック（９）は、図４に
示すように絶縁体(25)を間に挟んだ２つのブロックから
なり、２つのブロックは絶縁スリ−ブ(28)によって絶縁
された状態でト−チブロック固定ネジ（１４）によって
固定されている。図２に示すようにこのト−チブロック
（９）の上部には絶縁体で作られたト−チキャップ
（５）がねじ部(38)で螺合され、その下部にはシ−ルパ
ッキン(20)を介してト−チカップ(21)が雄ねじ(40,41)
を設けたコレットボディ−(15)によって固定されてい
る。このト−チブロック（９）の内側には下部の外径が
縮小された円筒形の電極コレット(13)が挿入されてい
る。Further, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. As shown in FIG. 4, the torch block (9) is composed of two blocks with an insulator (25) sandwiched therebetween, and the two blocks are insulated by an insulating sleeve (28). It is fixed by the H-block fixing screw (14). As shown in FIG. 2, a torch cap (5) made of an insulating material is screwed onto an upper portion of the torch block (9) by a screw portion (38), and a seal packing (20) is attached to a lower portion thereof. ) Via the torch cup (21) to the male screw (40, 41)
It is fixed by a collet body (15) provided with. Inside the torch block (9) is inserted a cylindrical electrode collet (13) having a reduced outer diameter at the lower part.
【００１５】電極コレット(13)は、図５及び図６に示す
ように内側に半円形の溝(56)がある２つのブロックに分
かれており、その溝(52)には図３に示すようにワイヤガ
イドチップ(23)と非消耗電極(22A,22B) とを挟み込むよ
うになっている。ワイヤガイドチップ(23)は絶縁体で作
られており、図７及び図８に示すように周囲に２つの突
条(45)と孔(54)又はスリット(55)からなるインナ−ガス
流通路(24)が設けられており、さらに中央に溶接ワイヤ
貫通孔(44)が設けられている。２つに分かれた電極コレ
ット(13)の内側にワイヤガイドチップ(23)、非消耗電極
Ａ(22A) 及び非消耗電極Ｂ(22B) からなるもの、すなわ
ち多電極構造体を挟んだ状態でト−チキャップ（５）を
回転すると、電極コレット(13)は下方に押されて斜面(4
3)がト−チブロック（９）の突部(42)に突き当たり、２
つに分かれた電極コレット(13)は内側に押されて多電極
構造体を締めつけて固着する。The electrode collet (13) is divided into two blocks having a semicircular groove (56) on the inside as shown in FIGS. 5 and 6, and the groove (52) is shown in FIG. The wire guide tip (23) and the non-consumable electrodes (22A, 22B) are sandwiched between them. The wire guide tip (23) is made of an insulating material, and as shown in FIGS. 7 and 8, an inner gas flow passage consisting of two ridges (45) and holes (54) or slits (55) in the periphery. (24) is provided, and a welding wire through hole (44) is further provided at the center. Inside the electrode collet (13) divided into two, the wire guide tip (23), the non-consumable electrode A (22A) and the non-consumable electrode B (22B), that is, the multi-electrode structure is sandwiched. -Rotating the chi-cap (5), the electrode collet (13) is pushed downwards and the slope (4
3) hits the protrusion (42) of the torch block (9), and 2
The divided electrode collet (13) is pushed inward to clamp and fix the multi-electrode structure.
【００１６】ト−チブロック（９）の下部にト−チカッ
プ(21)を固定しているコレットボディ−(15)は、図２に
示すように内筒の下方部の径が縮小されているが、断面
が略ｈ形をしており、内筒の上方部の外側にト−チブロ
ック（９）の雌ねじと螺合する雄ねじ(40)が設けられ、
外筒の外側にト−チカップ(21)の雌ねじと螺合する雄ね
じ(41)が設けられ、さらに内筒には空洞に繋がるアウタ
−ガス用孔(53)が設けられている。空洞にはアウタ−ガ
ス整流金網落下防止リング(18,19) が固定され、その上
に間隔保持リング(17)を挟んで３枚のアウタ−ガス整流
金網(16)が乗せられている。As shown in FIG. 2, the collet body (15) having the torch cup (21) fixed to the lower portion of the torch block (9) has a reduced diameter at the lower portion of the inner cylinder. However, the cross section is substantially h-shaped, and a male screw (40) to be screwed with the female screw of the torch block (9) is provided outside the upper portion of the inner cylinder.
A male screw (41) screwed into a female screw of the torch cup (21) is provided on the outer side of the outer cylinder, and an outer gas hole (53) connected to the cavity is provided on the inner cylinder. Outer gas rectifying wire net fall prevention rings (18, 19) are fixed in the cavity, and three outer gas rectifying wire nets (16) are placed on the outer gas rectifying wire net fall prevention rings (18, 19) with a spacing ring (17) interposed therebetween.
【００１７】ト−チブロック（９）の周囲には、図２に
示すようにインナ−ガス入口(10)、２つのアウタ−ガス
入口(11)、２つのト−チ冷却水入口(12A,12B) 及び２つ
のト−チ冷却水出口(26A,26B) が設けられている。この
インナ−ガス入口(10)には通路(47)が続いており、この
通路(47)にはト−チキャップ（５）に設けた通路(48)が
繋がっている。インナ−ガス入口(10)から入ったインナ
−ガスは、オ−リング（６，７，８）で外部に漏れない
ように遮断されているので、通路(47)、通路(48)を通っ
てト−チキャップ（５）の内側に入り、ワイヤガイドチ
ップ(23)のインナ−ガス流通路(24)を通って溶接部に供
給される。２つのアウタ−ガス入口(11)から入ったアウ
タ−ガスは、オ−リング（８）で漏れないように遮断さ
れているので、通路(49)、非消耗電極Ａ(22A) 及び非消
耗電極Ｂ(22B) とコレットボディ−(15)の内筒との間を
通って内筒のアウタ−ガス用孔(53)から空洞に入り、ア
ウタ−ガス整流金網(16)によって整流されて溶接部の周
囲に供給される。Around the torch block (9), as shown in FIG. 2, an inner gas inlet (10), two outer gas inlets (11) and two torch cooling water inlets (12A, 12A, 12B) and two torch cooling water outlets (26A, 26B) are provided. A passageway (47) is connected to the inner gas inlet (10), and a passageway (48) provided in the torch cap (5) is connected to the passageway (47). The inner gas entering from the inner gas inlet (10) is blocked by the O-rings (6, 7, 8) so as not to leak to the outside, and therefore passes through the passage (47) and the passage (48). It enters the inside of the torch cap (5) and is supplied to the weld through the inner gas flow passage (24) of the wire guide tip (23). The outer gas entering from the two outer gas inlets (11) is blocked by the O-ring (8) so as not to leak, so that the passage (49), the non-consumable electrode A (22A) and the non-consumable electrode are It passes through between B (22B) and the inner cylinder of the collet body (15), enters into the cavity from the outer gas hole (53) of the inner cylinder, and is rectified by the outer gas rectifying wire mesh (16) and welded. Supplied around the.
【００１８】図９は、溶接ワイヤの溶融池内への移行状
態を示す説明図である。（ａ）は、安定状態で、溶融池
内へ溶接ワイヤが連続的に送給される状態を示してい
る。（ｂ）は、溶接ワイヤが加熱され過ぎて溶滴状態で
溶融池内へ供給されている状態を示している。また、図
１０は、溶接ワイヤの加熱電圧又は電流と連続安定供給
状態及び溶滴状態との関係を示す説明図である。溶接ワ
イヤが溶融池内へ連続的に送給されている場合には、加
熱のための溶接ワイヤ電圧及び溶接ワイヤ電流は一定状
態であるが、溶接ワイヤが加熱され過ぎて溶滴状態にな
った場合には、加熱のための溶接ワイヤ電圧は急激に高
くなり、溶接ワイヤ電流は遮断されることを示してい
る。本発明は、この変化を検知して加熱電流を遮断し、
溶接ワイヤが連続的に溶融池へ供給される状態になると
同時に通電を開始するようにしたので、溶接ワイヤを高
温の状態で溶融池へ安定的に供給することができる。FIG. 9 is an explanatory view showing a state in which the welding wire is transferred into the molten pool. (A) shows a state in which the welding wire is continuously fed into the molten pool in a stable state. (B) shows a state in which the welding wire is overheated and is being supplied into the molten pool in a droplet state. FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between the heating voltage or current of the welding wire and the continuous stable supply state and the droplet state. When the welding wire is continuously fed into the molten pool, the welding wire voltage and the welding wire current for heating are constant, but the welding wire is overheated and becomes a droplet state. Show that the welding wire voltage for heating rises sharply and the welding wire current is cut off. The present invention detects this change and shuts off the heating current,
Since the energization is started at the same time when the welding wire is continuously supplied to the molten pool, the welding wire can be stably supplied to the molten pool at a high temperature.
【００１９】図１１は、本発明の溶接ト−チに回転手段
を設けた例を示すものである。ト−チブロック（９）の
周囲に溶接ト−チ回転ギヤ(50)を取り付け、溶接ト−チ
回転モ−タ(52)に取り付けた回転駆動ギヤ(51)で回転す
るようにしたものである。このようにすると、溶接ア−
クを回転オシレ−トすることができるので、さらに溶接
能率並びに溶接品質の向上が図れる効果がある。FIG. 11 shows an example in which a rotating means is provided in the welding torch of the present invention. A welding torch rotary gear (50) is attached around the torch block (9), and is rotated by the rotary drive gear (51) attached to the welding torch rotary motor (52). is there. By doing this, the welding
Since it is possible to rotationally oscillate the work, there is an effect that the welding efficiency and the welding quality can be further improved.
【００２０】図１２は、非消耗電極ＡとＢの溶接電流、
溶接ワイヤ加熱方法、ワイヤ供給方法及び台車走行方法
並びにこれらを組み合わせた例を示すものである。図は
溶接ト−チＡ，Ｂの溶接電流及びパルス位相等が任意に
選択でき、且つ溶接ト−チＡ，Ｂの電流値も各々個別に
制御できること、溶接ワイヤ送給方法、溶接ワイヤ加熱
方法及び台車走行方法も定値、断続及びパルス状態でき
ること及びこれらのものを組み合わせることができるこ
とを示している。本発明においては、上記例の他溶接ト
−チＡ，Ｂの一方のみを使用して上記溶接ワイヤ送給方
法、溶接ワイヤ加熱方法及び台車走行方法と組み合わせ
て行うこともできるなど種々の組み合わせが可能であ
る。FIG. 12 shows the welding current of the non-consumable electrodes A and B,
1 shows a welding wire heating method, a wire supply method, a carriage traveling method, and an example in which these are combined. The figure shows that the welding current and pulse phase of welding torches A and B can be arbitrarily selected, and the current values of welding torches A and B can also be individually controlled. Welding wire feeding method and welding wire heating method. It also shows that the trolley driving method can also be set to constant value, intermittent and pulsed, and that these can be combined. In the present invention, in addition to the above examples, various combinations such as the welding wire feeding method, the welding wire heating method and the trolley traveling method can be performed by using only one of the welding torches A and B. It is possible.
【００２１】図１３は、非消耗電極の先端部の形状を示
す図で、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）はその例を
示している。（ｃ）に示したものは先端が尖っており、
小電流に適している。また（ｄ）に示したものは先端が
平らで広くいので、大電流に適している。FIG. 13 is a view showing the shape of the tip of the non-consumable electrode, and (a), (b), (c) and (d) show examples thereof. The one shown in (c) has a sharp tip,
Suitable for small current. Further, the one shown in (d) has a flat tip and is wide, and thus is suitable for a large current.
【００２２】図１４は、溶接継手の施工例を示す図で、
（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はその例を示している。
（ａ）は非消耗電極を各々開先壁に指向させる例を示
し、（ｂ）は（ａ）の非消耗電極を９０゜回転して溶接
線方向に電極を指向する例を示す。また（ｃ）は非消耗
電極を回転させて溶接線方向に傾斜ア−クを発生する例
で、特に横向溶接に有効な方法である。FIG. 14 is a diagram showing a construction example of the welded joint,
(A), (b) and (c) show the example.
(A) shows an example of directing the non-consumable electrodes to the groove wall, and (b) shows an example of rotating the non-consumable electrodes of (a) by 90 ° to direct the electrodes in the welding line direction. Further, (c) is an example in which a non-consumable electrode is rotated to generate an inclined arc in the welding line direction, which is a particularly effective method for horizontal welding.
【００２３】上記実施例では、非消耗電極が２つの例を
示したが、ト−チブロック及び電極コレットのブロッ
ク、溶接電源などを３つ以上にして非消耗電極を３つ以
上にすることもできる。また、上記実施例では、ト−チ
冷却水入口(12A,12B) とト−チ冷却水出口(26A,26B) を
２つずつ設けているが、その数は必要に応じて適宜増減
することができる。さらに、上記実施例では、溶接電源
Ａ(31)と溶接電源Ｂ(32)のそれぞれの一方の電極はト−
チ冷却水入口(12A,12B) 又はト−チ冷却水出口(26A,26
B) のそれぞれ一方を通って接続されているが、、各電
極を２つに分けて両方のト−チ冷却水入口(12A,12B) と
ト−チ冷却水出口(26A,26B) を通って接続することもで
きるし、ト−チ冷却水入口(12A,12B) とト−チ冷却水出
口(26A,26B)以外のところに接続することもできる。In the above embodiment, two non-consumable electrodes are shown, but the number of torch blocks, electrode collet blocks, welding power sources, etc. may be three or more, and non-consumable electrodes may be three or more. it can. Further, in the above embodiment, two torch cooling water inlets (12A, 12B) and two torch cooling water outlets (26A, 26B) are provided, but the number may be increased or decreased as necessary. You can Furthermore, in the above-mentioned embodiment, one electrode of each of the welding power source A (31) and the welding power source B (32) is a transistor.
Cooling water inlet (12A, 12B) or torch cooling water outlet (26A, 26B
B), but each electrode is divided into two parts to pass through both torch cooling water inlets (12A, 12B) and torch cooling water outlets (26A, 26B). It is also possible to connect to the torch cooling water inlet (12A, 12B) and torch cooling water outlet (26A, 26B).
【００２４】次に、上記装置の使用方法を説明すると、
先ず、溶接条件に合った形状の非消耗電極を選択し、こ
れらとワイヤガイドチップとを組み合わせたもの、すな
わち多電極構造体を電極コレット(13)に挿入する。この
状態でト−チキャップ（５）を回すと、電極コレット(1
3)が押し下げられて多電極構造体を挟み付けて固定す
る。これと前後して、溶接条件に合った溶接電流値、電
流波形、溶接ワイヤ加熱電流値などを制御装置に設定入
力する。その後、インナ−ガス、アウタ−ガス及びト−
チ冷却水を流して溶接を開始する。Next, a method of using the above apparatus will be described.
First, a non-consumable electrode having a shape suitable for welding conditions is selected, and a combination of these and a wire guide tip, that is, a multi-electrode structure is inserted into an electrode collet (13). In this condition, turn the torch cap (5) and the electrode collet (1
3) is pushed down to sandwich and fix the multi-electrode structure. Around this time, a welding current value, a current waveform, a welding wire heating current value, etc. that match the welding conditions are set and input to the control device. After that, inner gas, outer gas and
H Welding is started by flowing cooling water.
【００２５】本発明は、上記実施例に記載したものに限
定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない限り種々
の変更を加え得ることはもちろんである。The present invention is not limited to those described in the above embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
【００２６】[0026]
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成して
いるので、以下に記載するような優れた効果を奏する。 （１）複数の電極を近接して使用しているので、大電
流、高速化が図れ、高速度域で生じるハンピング現象の
発生限界速度の上限を拡大することができる。 （２）各電極に独立した溶接電源を接続しているので、
ア−クを他の電極に影響されることなく発生することが
できると共に、各電極のア−クをそれぞれ独立して制御
することができる。 （３）溶接ワイヤの給電部から溶接ワイヤの先端までの
距離を長くしているので、溶接ワイヤの加熱効果、特に
電気抵抗の小さい金属の小電流での加熱効果が優れ、溶
接ワイヤの溶融性能を高めることができる。 （４）ト−チブロック（９）を回転する回転手段を設る
ことができるので、回転手段を取り付けると溶接ア−ク
を回転オシレ−トすることができ、さらに溶接能率並び
に溶接品質の向上が図れる。（５）ア−ク制御ガスを電
極の周囲から流しているので、ア−ク及び溶け込みを制
御することができる。 （６）先端形状が異なる電極を種々組み合わせることが
できるので、ア−クの指向性を制御することができる。Since the present invention is configured as described above, it has the following excellent effects. (1) Since a plurality of electrodes are used in close proximity to each other, a large current and a high speed can be achieved, and the upper limit of the critical speed at which the humping phenomenon occurs in the high speed region can be increased. (2) Since an independent welding power source is connected to each electrode,
The arc can be generated without being affected by other electrodes, and the arc of each electrode can be independently controlled. (3) Since the distance from the power feeding portion of the welding wire to the tip of the welding wire is long, the heating effect of the welding wire, particularly the heating effect of a metal having a small electric resistance at a small current, is excellent, and the melting performance of the welding wire is excellent. Can be increased. (4) Since the rotating means for rotating the torch block (9) can be provided, the welding arc can be rotationally oscillated by attaching the rotating means, and further the welding efficiency and the welding quality can be improved. Can be achieved. (5) Since the arc control gas is flown from around the electrode, the arc and the melt can be controlled. (6) Since various electrodes having different tip shapes can be combined, the directivity of the arc can be controlled.
【図１】本発明の全体構成を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the present invention.
【図２】本発明の溶接ト−チの一部断面図である。FIG. 2 is a partial sectional view of the welding torch of the present invention.
【図３】本発明の多電極構造体の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a multi-electrode structure of the present invention.
【図４】図２のＢ−Ｂ´断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line BB ′ of FIG.
【図５】本発明の電極コレットの平面図である。FIG. 5 is a plan view of an electrode collet of the present invention.
【図６】本発明の電極コレットの正面図である。FIG. 6 is a front view of the electrode collet of the present invention.
【図７】本発明のワイヤガイドチップの正面図である。FIG. 7 is a front view of the wire guide tip of the present invention.
【図８】本発明のワイヤガイドチップの平面図である。FIG. 8 is a plan view of the wire guide chip of the present invention.
【図９】溶接ワイヤの溶融池内への移行状態を示す説明
図である。FIG. 9 is an explanatory view showing a state where the welding wire is transferred into the molten pool.
【図１０】溶接ワイヤの加熱電圧又は電流と連続安定供
給状態及び溶滴状態との関係を示す説明図である。溶接
ワイヤの加熱電圧又は電流と連続安定供給状態及び溶滴
状態との関係を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between the heating voltage or current of the welding wire and the continuous stable supply state and the droplet state. It is explanatory drawing which shows the relationship between the heating voltage or current of a welding wire, a continuous stable supply state, and a droplet state.
【図１１】本発明の回転手段を取り付けたト−チの正面
図である。FIG. 11 is a front view of a torch to which the rotating means of the present invention is attached.
【図１２】非消耗電極Ａ及びＢの溶接電流、溶接ワイヤ
加熱方法、ワイヤ供給方法並びに台車走行方法の組み合
わせの例を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of a combination of a welding current of the non-consumable electrodes A and B, a welding wire heating method, a wire supply method, and a carriage traveling method.
【図１３】本発明の非消耗電極の先端部の形状を示す説
明図である。FIG. 13 is an explanatory view showing the shape of the tip of the non-consumable electrode of the present invention.
【図１４】本発明の溶接継手の施工例を示す説明図であ
る。FIG. 14 is an explanatory view showing a construction example of the welded joint of the present invention.
【図１５】従来の通電加熱溶接ワイヤ（１）を供給する
ティグ溶接法の正面図である。FIG. 15 is a front view of a conventional TIG welding method for supplying an electric heating welding wire (1).
【図１６】従来の溶接ワイヤ（１）を垂直に供給するテ
ィグ溶接法の正面図である。FIG. 16 is a front view of a conventional TIG welding method for vertically supplying a welding wire (1).
１ 溶接ワイヤ ２ ワイヤコンジット ３ ワイヤ給電部本体 ４ ワイヤ給電端子 ５ ト−チキャツプ ９ ト−チブロック 10 インナ−ガス入口 11 アウタ−ガス入口 12A,12B ト−チ冷却水入口 13 電極コレット 15 コレットボデ− 16 アウタ−ガス整流金網 21 ト−チカップ 22A 非消耗電極Ａ 22B 非消耗電極Ｂ 23 ワイヤガイドチップ 24 インナ−ガス流通路 26A,26B ト−チ冷却水出口 30 ワイヤ加熱電源 31 溶接電源Ａ 32 溶接電源Ｂ 33 制御装置 1 Welding wire 2 Wire conduit 3 Wire feeder main body 4 Wire feeder terminal 5 Torch cap 9 Torch block 10 Inner gas inlet 11 Outer gas inlet 12A, 12B Torch cooling water inlet 13 Electrode collet 15 Collet body 16 Outer gas rectifying wire mesh 21 Torch cup 22A Non-consumable electrode A 22B Non-consumable electrode B 23 Wire guide tip 24 Inner gas flow passage 26A, 26B Torch cooling water outlet 30 Wire heating power supply 31 Welding power supply A 32 Welding power supply B 33 Control device
Claims (5)
数の非消耗電極の内側に組み込んだ絶縁体のワイヤガイ
ドチップの中央に設けた溶接ワイヤ貫通孔に給電加熱し
た溶接ワイヤを挿通すると共に、ワイヤガイドチップと
前記非消耗電極の間にインナ−ガスを供給し、且つ非消
耗電極の外周部にアウタ−ガスを流すことを特徴とする
多電極溶接方法。1. A welding wire, which is fed and heated, is inserted into a welding wire through hole provided in the center of a wire guide tip of an insulator incorporated inside a plurality of non-consumable electrodes arranged in a substantially circular shape and insulated from each other. An inner gas is supplied between the wire guide tip and the non-consumable electrode, and an outer gas is caused to flow to an outer peripheral portion of the non-consumable electrode.
母材との間の電圧の変化又は溶接ワイヤに流れる電流の
遮断によって検知して溶接ワイヤ加熱電流を遮断し、溶
接ワイヤが連続的に溶融池へ供給される状態になると同
時に通電を開始することを特徴とする請求項１記載の多
電極溶接方法。2. A welding wire heating current is interrupted by detecting a dropletization phenomenon of the welding wire by a change in voltage between the welding wire and a base material or interruption of a current flowing through the welding wire, so that the welding wire is continuous. 2. The multi-electrode welding method according to claim 1, wherein energization is started at the same time when the liquid is supplied to the molten pool.
共に、周囲にインナ−ガス流通路(24)を設けた絶縁体の
ワイヤガイドチップ(23)と、このワイヤガイドチップ(2
3)の周囲に略円形状にそれぞれ絶縁して取り付けた複数
の非消耗電極(22A,22B) からなる多電極構造体。3. A wire guide chip (23) made of an insulating material having a welding wire through hole (44) in the center and an inner gas flow passage (24) in the periphery, and the wire guide chip (2).
3) A multi-electrode structure composed of a plurality of non-consumable electrodes (22A, 22B) that are attached in a substantially circular shape around the periphery of the electrode.
からなるト−チブロック（９）と、その上部に螺合した
絶縁体のト−チキャップ（５）と、その上部に取り付け
た溶接ワイヤ給電部（３，４）と、ト−チブロック
（９）の下部に固定したト−チカップ(21)と、ト−チブ
ロック（９）の内側に挿入した電極固定手段(13)と、こ
れに取り外し自在に固着した多電極構造体と、ト−チカ
ップ(21)の内部にあってアウタ−ガスを整流して噴出す
るコレットボデ−(15)と、ト−チブロック（９）の周囲
に設けたインナ−ガス入口(10)、アウタ−ガス入口(1
1)、ト−チ冷却水入口(12A,12B) 及びト−チ冷却水出口
(26A,26B) とからなることを特徴とする多電極溶接ト−
チ。4. A torch block (9) consisting of a plurality of blocks sandwiching an insulator (25), an torch cap (5) of an insulator screwed onto the upper part, and attached to the upper part. Welding wire feeding part (3, 4), torch cup (21) fixed to the lower part of the torch block (9), and electrode fixing means (13) inserted inside the torch block (9) A multi-electrode structure detachably fixed thereto, a collet body (15) inside the torch cup (21) for rectifying and ejecting outer gas, and a torch block (9). Inner gas inlet (10) and outer gas inlet (1
1), torch cooling water inlet (12A, 12B) and torch cooling water outlet
(26A, 26B) consisting of
Ji.
からなるト−チブロック（９）と、その上部に螺合した
絶縁体のト−チキャップ（５）と、ト−チブロック
（９）の下部にシ−ルパッキン(20)を介して取り付けた
ト−チカップ(21)と、ト−チブロック（９）の内側に挿
入した複数のブロックからなる電極コレット(13)と、こ
れに取り外し自在に固着したワイヤガイドチップ(23)及
びこの周囲に略円形状に取り付けた複数の非消耗電極(2
2A,22B) とからなる多電極構造体と、ト−チカップ(21)
の内部にあってト−チブロック（９）にト−チカップ(2
1)を固定すると共に、アウタ−ガスを整流して噴出する
コレットボデ−(15)と、ト−チブロック（９）の周囲に
設けたインナ−ガス入口(10)、アウタ−ガス入口(11)、
ト−チ冷却水入口(12A,12B) 及びト−チ冷却水出口(26
A,26B) と、ト−チキャップ（５）の上部にワイヤ給電
端子（４）を挟んで螺合したワイヤ給電部本体（３）
と、ワイヤ給電端子（４）に接続されたワイヤ加熱電源
(30)と、ト−チブロック（９）の各ブロックにそれぞれ
接続される複数の溶接電源(31,32) と、各電源を制御す
る制御装置(33)とからなり、ト−チキャップ（５）を回
転することによって電極コレット(13)を押し下げて多電
極構造体を取り外し自在に固着することを特徴とする多
電極溶接装置。5. A torch block (9) consisting of a plurality of blocks sandwiching an insulator (25), a torch cap (5) of an insulator screwed onto the upper part thereof, and a torch block. A torch cup (21) attached to the lower part of (9) via a seal packing (20), an electrode collet (13) consisting of a plurality of blocks inserted inside the torch block (9), and Detachably attached to the wire guide tip (23) and a plurality of non-consumable electrodes (2
2A, 22B) and a multi-electrode structure and a torch cup (21)
Inside the torch block (9), the torch cup (2
While fixing 1), a collet body (15) for rectifying and ejecting outer gas, an inner gas inlet (10) and an outer gas inlet (11) provided around the torch block (9) ,
Torch cooling water inlet (12A, 12B) and torch cooling water outlet (26
A, 26B) and the wire feeder main body (3) screwed to the upper part of the torch cap (5) with the wire feeder terminal (4) sandwiched between them.
And a wire heating power source connected to the wire feeding terminal (4)
(30), a plurality of welding power sources (31, 32) connected to each block of the torch block (9), and a control device (33) for controlling each power source. ) Is rotated to push down the electrode collet (13) to detachably fix the multi-electrode structure, the multi-electrode welding device.
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| JP6044730A JP3027902B2 (en) | 1994-02-21 | 1994-02-21 | Multi-electrode welding torch and multi-electrode welding device |
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