JPS6229184Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、ワイヤに電流を通電して加熱し、
加熱されたワイヤを溶接部に送給しながら非消耗
電極で溶接を行なうホツトワイヤ式アーク溶接装
置に関するものであり、特に、溶接開始時の制御
に関するものである。

従来、この種の装置として第１図に示すものが
あつた。図において、１は非消耗電極トーチ（以
下TIGトーチと称する）、２はTIGトーチ１に保
持された電極、３は電極２と母材４との間に発生
したアーク、５はそのアーク３により母材４の被
溶接部に形成された溶融池である。６はワイヤで
あり、モータ７及び駆動ローラ８からなるワイヤ
送給手段により、給電チツプ９および絶縁ガイド
１０等からなるワイヤ通電加熱トーチ２０を経
て、被溶接部へ送給される。１１はモータ７の駆
動用電源であり、その出力電圧はワイヤ送給速度
設定器１２により設定される。１３はワイヤ加熱
電源であり、給電チツプ９と母材４との間に接続
されており、このワイヤ加熱電源１３より供給さ
れるワイヤ電流はワイヤ電流設定器１４により設
定される。１５は溶接開始信号を与えるスイツチ
である。なお、１６はワイヤ通電加熱トーチ２０
を構成するシールドノズルである。

次に、第１図に示した従来装置の動作について
説明する。先ず、ワイヤ６は給電チツプ９の先端
９ａにて給電され、この先端９ａから母材４まで
のワイヤ６自体の抵抗により加熱される。ここ
で、溶接開始時のシーケンスは、スイツチ１５に
より溶接開始の信号が与えられると、モータ駆動
用電源１１およびワイヤ加熱電源１３はほぼ瞬間
的に設定値を出力し、第２図のような特性を示
す。しかしながら、ワイヤ６は給電点９ａを通過
するときから加熱が始まり、母材４に到達すると
きに最適温度に達するわけであるから、このよう
な従来装置では溶接開始時に給電点９ａより母材
４側にあるワイヤ６は上記最適温度より低い温度
で溶融池５に挿入されることになる。特に、母材
４近傍のワイヤ６はほとんど加熱されておらず、
この状態で溶接が開始されると、ワイヤ６の溶融
池５への突込み、あるいは未溶融ワイヤの飛び出
しが起り、溶接開始部において溶接欠陥が発生し
てしまうという欠点があつた。

ホツトワイヤ式アーク溶接法においては、一般
にワイヤの加熱温度によつて溶融しうる適正ワイ
ヤ送給速度があることが知られている。しかる
に、溶接開始時においては、ワイヤ温度を常温か
ら、定常溶接時の融点近くにまで変化させるの
で、この間、ワイヤ送給速度は常温でも溶融しう
る低速度から定常時の高速度へスロープ状に上昇
させると共に、このワイヤ送給速度に見合う温度
に加熱するためにワイヤ電流もスロープ状に上昇
させる必要があることが判明した。

この考案は、上記の点に鑑みなされたものであ
り、上述のように溶接開始時のワイヤ送給速度お
よびワイヤ電流から定常時のそれへ円滑に移行さ
せるようにし、従来装置の欠点を除去して、欠陥
のない溶接開始部が得られるホツトワイヤ式アー
ク溶接装置を提供することを目的としている。

以下、この考案の一実施例を図について説明す
る。第３図はこの考案の一実施例を示し、図にお
いて、第１図の従来装置と同一または相当部分に
は同一符号を付し説明を省略する。図中、１７は
電流リレーであり、ワイヤ６と母材４間にワイヤ
加熱電流が流れたとき動作する。１８はワイヤ送
給速度のスロープ制御回路である。１２ａは溶接
開始時のワイヤ送給速度を設定する第１設定器、
１２ｂは定常溶接時のワイヤ送給速度を設定する
第２設定器であり、それぞれ電流リレー１７の常
閉接点１７ａ、常開接点１７ｂを介して上記スロ
ープ制御回路１８に接続されている。１４ａは溶
接開始時のワイヤ電流を設定する第１設定器、１
４ｂは定常溶接時のワイヤ電流を設定する第２設
定器であり、それぞれ電流リレー１７の常閉接点
１７ｃ、常開接点１７ｄを介して、ワイヤ電流の
スロープ制御回路１９に接続されている。

次にこの実施例装置の動作について説明する。
先ず、スイツチ１５から溶接開始の信号が与えら
れたとき、電流リレー１７がまだ動作してしない
ため、ワイヤ６は、溶接開始時における溶接速度
の設定器１２ａにより設定された低速度で溶融池
５に向つて送給される。このとき、ワイヤ６は加
熱されてはいないが、その送給速度が十分低速で
あるため、アーク３の加熱だけで溶融して溶融池
５へ移行する。なお、このときワイヤ６と母材４
との短絡を検出するに必要な低電圧が第１設定器
１４ａにより設定され、給電チツプ９と母材４間
に印加されている。その後ワイヤ６が母材４に接
触したとき、はじめて上記低電圧により設定され
た第１電流値のワイヤ電流が流れ、電流リレー１
７が動作してワイヤ６と母材４との短絡を検知す
る。これにともない、常閉接点１７ａ，１７ｃが
開き、常開接点１７ｂ，１７ｄが閉じるので、ワ
イヤ送給速度およびワイヤ電流の設定器はそれぞ
れ溶接開始時の設定器１２ａ，１４ａから定常溶
接時の第２電流値に設定された設定器１２ｂ，１
４ｂへ切り換わる。従つて、この電流リレー１７
はワイヤ６と母材４間の短絡を検出する短絡検出
器と、短絡検出器の信号によりワイヤ送給速度と
ワイヤ電流のスロープ制御回路１８，１９への接
続を、第１のワイヤ送給速度設定器１２ａ及び第
１のワイヤ電流設定器１４ａから第２のワイヤ送
給速度設定器１２ｂ及び第２のワイヤ電流設定器
１４ｂへそれぞれ切り換える切換手段としての機
能を果たす。このとき、ワイヤ送給速度のスロー
プ制御回路１８は溶接開始時の設定値から、定常
溶接時の設定値へスロープ状に移行する基準電圧
を発生し、モータ駆動用電源１１はこの基準電圧
に比例した出力電圧をモータ７に与えるので、ワ
イヤ送給速度はスロープ状に上昇することにな
る。同様にして、ワイヤ電流のスロープ制御回路
１９もスロープ状の基準電圧を発生し、ワイヤ加
熱電源１３はこの基準電圧に比例してスロープ状
に上昇したワイヤ電流を供給し、ワイヤ送給速度
とバランスさせる。以上の溶接シーケンスを第４
図に示す。ここで、ワイヤ６が母材４に短絡する
までは、ワイヤ６を低速送給するように構成した
のは、溶接開始前のワイヤ６の先端位置のバラツ
キを吸収するためである。即ち、スイツチ１５を
押すと同時にワイヤ送給速度およびワイヤ電流を
スロープ状に上昇させる構成では、溶接開始前に
おけるワイヤ６の先端が母材４の極近傍にある場
合はよいが、たとえばワイヤガイド１０の中にあ
る場合などは、ワイヤ６が送給されて母材４に到
達する時には、ワイヤ送給速度およびワイヤ電流
がスロープの中間に達しており、加熱されていな
いワイヤが高速で溶融池に突込み、スロープ制御
の効果が十分発揮できないことになる。この実施
例装置では、ワイヤ６が母材４に短絡後、スロー
プ上昇を開始するよう構成しているので、常にス
ロープ制御の効果が発揮できる。

なお、上記実施例では、ワイヤ送給速度および
ワイヤ電流をスロープ状に上昇させたが階段状に
上昇させてもよい。また、上記実施例では、ワイ
ヤと母材との短絡をワイヤ電流が流れることによ
り電流リレーで検知したが、ワイヤと母材間への
印加電圧の変化により電流リレーで検知してもよ
い。また、短絡検知用の別電源をワイヤと母材間
へ接続し、最初はワイヤ加熱電源をしや断してお
き、短絡検知後、ワイヤ加熱電源を投入する構成
としてもよい。

以上のように、この考案によれば、最初は、
TIGアークの加熱だけで溶融しうる低速度でワイ
ヤを送給し、母材とワイヤとの短絡検知後、ワイ
ヤ送給速度およびワイヤ電流をスロープ状または
階段状に順次上昇させて、定常溶接状態へ移行さ
せるように構成したので、ワイヤが適正に溶融す
る条件が保たれるようになるため、ワイヤの突込
みや溶融池からの未溶融のままでの飛び出し、あ
るいは溶け過ぎなどの欠陥が発生せず、良好な溶
接開始部が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のホツトワイヤ式アーク溶接装置
を示す構成図、第２図は従来の溶接開始時のシー
ケンスの説明図、第３図はこの考案の一実施例に
よるホツトワイヤ式アーク溶接装置を示す構成
図、第４図は第３図の実施例装置における溶接開
始時のシーケンスの説明図である。 １…非消耗電極トーチ、７…モータ、８…駆動
ローラ、９…給電チツプ、１０…絶縁ガイド、１
２ａ…第１のワイヤ送給速度設定器、１２ｂ…第
２のワイヤ送給速度設定器、１１…モータ駆動用
電源、１３…ワイヤ加熱電源、１４ａ…第１のワ
イヤ電流設定器、１４ｂ…第２のワイヤ電流設定
器、１７…短絡検出器、１８…第１制御手段、１
９…第２制御手段。なお図中、同一符号は同一ま
たは相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 母材の被溶接部に対向して配設された非消耗
   電極、上記非消耗電極を保持する非消耗電極ト
   ーチ、上記被溶接部へ供給されるワイヤを案内
   し該ワイヤへ給電する給電チツプを有するワイ
   ヤ通電加熱トーチ、上記ワイヤを上記ワイヤ通
   電加熱トーチを経て上記被溶接部へ供給するワ
   イヤ送給手段、上記ワイヤ送給手段によるワイ
   ヤ送給速度を低い第１速度に設定する第１のワ
   イヤ送給速度設定器、上記ワイヤ送給手段によ
   るワイヤの送給速度を上記第１速度より大きい
   定常溶接時の第２速度に設定する第２のワイヤ
   送給速度設定器、上記第１速度から第２速度へ
   ワイヤ送給速度を変化させるときに速度差を順
   次変化させる第１制御手段、上記ワイヤ通電加
   熱トーチの給電チツプと母材間にワイヤ電流を
   供給するワイヤ加熱電源、上記ワイヤ加熱電源
   により供給される電流を定常溶接電流より低い
   第１電流値に設定する第１のワイヤ電流設定
   器、上記ワイヤ加熱電源により供給される電流
   を上記第１電流値より大きい定常溶接時の第２
   電流値に設定する第２のワイヤ電流設定器、上
   記第１電流値から第２電流値へ供給電流を変化
   させるときに電流差を順次変化させる第２制御
   手段、上記ワイヤと母材間の短絡を検出する短
   絡検出器、上記短絡検出器の信号により上記第
   １のワイヤ送給速度設定器及び第１のワイヤ電
   流設定器から第２のワイヤ送給速度設定器及び
   第２のワイヤ電流設定器へそれぞれ切り換える
   切換手段を備えたことを特徴とするホツトワイ
   ヤ式アーク溶接装置。 (2) 短絡検出器をワイヤと母材間の短絡電流を検
   出する電流リレーにより構成したことを特徴と
   する実用新案登録請求の範囲第(1)項記載のホツ
   トワイヤ式アーク溶接装置。 (3) 短絡検出器をワイヤと母材間に印加される電
   圧の変化を検知する電圧リレーにより構成した
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第(1)
   項記載のホツトワイヤ式アーク溶接装置。