JPH04190975A - 磁気攪拌溶接法及び磁気攪拌溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は溶融池に磁界を作用させることにより溶融池を
撹拌しなから溶接を行う磁気撹拌溶接法及び磁気撹拌溶
接装置に関する。

【従来の技術】

磁気撹拌溶接法は、アーク溶接において溶融池に磁界を
作用させて、該磁界と溶接電流とによる回転方向の磁力
で溶融金属を撹拌しなから溶接を行う方法であり、ステ
ンレス鋼等の溶接においてテントライトの成長を妨げて
異方性をなくし、超音波探傷検査の性能向上簿を図り、
放射線検査の適用困難なステンレス鋼平板においても超
音波探傷検査の適用を可能にすることかできるものであ
る。 従来、このような磁気撹拌溶接を行う場合は、例えば第
４図に示すように溶接トーチ１の回りを囲むように磁気
コイル２を設けて、溶接トーチ１の電極を負極−とじた
直流電流を用いてアークを発生させ、一方磁気コイル２
により溶融池３に鎖線矢印で示すように交番磁界を作用
させていた。これら直流電流と交番磁界とにより、第５
図の破線矢印で示すように回転方向の磁力が正逆両方向
に交−互に発生する。実線矢印は電流の流れ、矢印Ａは
溶接トーチの移動方向を示す。

【発明が解決しようとする課題】

しかしなから、このような技術であると、溶融池３は溶
接トーチ１の先端と対向した位置を中心とした日影ては
なく、第５図に示すように溶接トーチｌの移動方向後方
に尾を引いた形状に形成され易いのに対して、溶接トー
チ１の回りの磁気コイル２からの磁界及び溶接トーチ１
と溶融池３との間の電流は第４図に示すように溶接トー
チｌの先端と対向する位置を中心として溶融池３に作用
する。したがって、溶融池３の後端部３ａ付近において
は磁力の影響が少なくなって磁気撹拌が不十分になり易
く、デンドライトの成長を抑制し得ないという問題かあ
る。 本発明は、磁界等の影響の及ばない溶融池の後端部付近
も有効に撹拌して、デンドライトの成長を確実に妨げる
ことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

請求項１記載の磁気撹拌溶接法は、溶接トーチの移動方
向後方位置における溶融池の後端部付近を強制冷却する
ことを特徴とする 請求項２記載の磁気撹拌溶接装置は、被溶接物の表面に
沿って移動させら４ｚる溶接トーチと、該溶接トーチの
先端と対向して生じる溶融池に磁界を作用させる磁気コ
イルと、前記溶接トーチに対してその移動方向後方位置
に間隔をおいて配置され溶融池の後端部付近に冷却流体
を吹き付ける冷却ノズルとを有することを特徴とする。

【作用】

請求項１記載の磁気撹拌溶接法は、磁界等の影響か少な
くなる溶融池の後端部付近を強制的に冷却して溶融池の
後端部を早く固化させ、実際の溶融池の形状を短くする
ことにより、磁界等の影響を受ける部分にのみ溶融池を
形成するようにしているものである。 請求項２記載の磁気撹拌溶接装置は、溶接トーチの進行
方向後方に冷却ノズルを配置したから、溶融池が長くな
る場合には溶融池の後端部付近を強制冷却して、溶融池
の長さを短縮することかできるものである。

【実施例】

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づい
て説明する。 まず、本発明に係る磁気撹拌溶接機の一実施例について
第１図及び第２図を参照しなから説明する。この実施例
の磁気撹拌溶接機はＴＩＣ，溶接機が適用され、タング
ステン電極及びイナートガス通路を有する溶接トーチ１
１と、該溶接トーチ１１の先端付近に溶加材としてのワ
イヤ１２を送り込むワイヤ供給器１３とを備えており、
その溶接トーチ１】の回りに、該溶接トーチ１１を囲む
ように磁気コイル１４か固定されている。ワイヤ供給＠
　１３は、ワイヤＩ２を巻回状態に保持するリール１５
と、該リール１５からワイヤ１２を繰り出しなから溶接
トーチ１１先端に案内する送線ガイド１６とから構成さ
れている。また、これらリール１５、送線ガイド１６及
び前記溶接トーチ１１は、ブラケット１７に一体に固定
されており、該ブラケット１７は、これを水平方向及び
上下方向に移動する水平移動［構皮び上下移動機構を介
して装置架台（いずれ８３図示略）に支持されている。 これら水平移動機構及び上下移動機構は例えば送りねし
を手動あるいは自動で回転することによりブラケット１
７を移動する構成のものが適用される。 そして、前記ブラケット１７における溶接トーチ１１の
進行方向の若干後方位置に、該溶接トーチ１１の移動軌
跡上に向けて冷却ノズル２１が取り付けられている。該
冷却ノズル２１の先端位置は、溶接トーチ１１の進行速
度等の溶接条件によって設定されるか、通常の溶接によ
り生ずる溶融池３の後端部３ａ（第５図参照）付近、例
えば溶接トーチ１１からＬ＝ｌＯ〜１５ｍｍ後方に離れ
た位置に設定される。なお、冷却流体としては例えばＡ
ｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｎ、等の不活性ガスが適用され、タン
ク２２からポンプ２３によって冷却ノズル２１に供給さ
れる。 次に、このように構成した磁気撹拌溶接装置を使用して
溶接を行う方法について説明する。 溶接トーチ１１を母材２４の開先２５内に向けると、冷
却ノズル２１は溶接トーチ１１の後方位置で開先２５内
に配置される。そして、例えば溶接トーチ１１の電極を
負極とした直流を用いてアークを発生させ、一方磁気コ
イル１４により交番磁界を生じさせる。この直流電流と
交番磁界とにより溶融池３には正逆両方向の回転力が交
互に発生する。そして、母材２４の開先２５にイナート
ガスを噴出させなからワイヤ１２を一定速度で供給して
、溶接トーチ１１を開先２５に沿って移動し、同時に冷
却ノズル２１から冷却流体を噴出する。 このようにして溶接施工を行うと、溶接トーチ１１の移
動によって該溶接トーチ１１の後方に尾を引くように溶
融池が形成されようとするが、溶接トーチ１１の後方位
置で冷却／ズル２１から冷却流体が吹き付けられるため
、溶融池の後端部付近か速やかに冷却固化される。その
結果、第３図に示すように長さの短い溶融池２６か形成
され、溶接トーチ１１の真下の付近にのみ溶融池２６か
配置されることになる。したかって、磁気コイル１４か
らの磁界及び溶接トーチ１１との間の電流の影響が溶融
池２６全体に作用し、これらの作用によって前記した回
転力か第３図の破線矢印で示すように溶融池２６全体に
発生し、全体か均一に撹拌されてテントライトの発生を
汀効に防止することかできるものである。

【発明の効果】

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次の
ような効果を奏することかできる。 （ｉ）請求項１記載の磁気撹拌溶接法によれば、磁界等
の影響か少なくなる溶融池の後端部付近を強制的に冷却
固化して、その付近のデンドライトの成長を阻止し、実
際の溶融池の長さを短くして該溶融池全体に回転力を生
しさせ得るから、全体を均一に撹拌し得てテンドライト
の成長を防止することができる。 （ＩＩ）請求項２記載の磁気撹拌溶接装置によれば、溶
接トーチの進行方向後方位置に冷却流体を吹き付ける冷
却ノズルを設けたから、溶融池か長く尾を引く傾向かあ
る場合等にはその後端部に冷却流体を吹き（」けで、溶
融池の長さを短くすることかでき、磁気撹拌機能を有効
に発揮させることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気撹拌溶接装置の一実施例を示す要
部の１面図、第２図はその側面図、第３図は一実施例の
装置を使用した溶接により形成される溶融池の正面図、
第４図は従来例における磁気撹拌溶接法の原理を示すモ
デル図、第５図は第４図の溶接法により形成される溶融
池の正面図である。 １１・・・・・溶接トーチ、Ｉ２・・・・・ワイヤ、１
３・・・ワイヤ供給器、１４　　磁気コイル、１５・・
・・リール、１６・・・・・送線ガイド、１７・・・ブ
ラケット、２１　　・冷却ノズル、２２・　・タンク、
２３・・・　ポンプ、２４・・母材、２５・　・開先、
２６・・溶融池。 ど） 第２ｒｌｌＪ 第３図 第４図 第５図 Ａぐコ ＝ｌＬｉＡ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　溶接施工中に生じる溶融池に磁界を作用させること
   により溶融池を撹拌しなから溶接トーチを被溶接物の表
   面に沿って移動して溶接を行う方法であって、溶接トー
   チの移動方向後方位置における溶融池の後端部付近を強
   制冷却することを特徴とする磁気撹拌溶接法。 ２　被溶接物の表面に沿って移動させられる溶接トーチ
   と、該溶接トーチの先端と対向して生じる溶融池に磁界
   を作用させる磁気コイルと、前記溶接トーチに対してそ
   の移動方向後方位置に間隔をおいて配置され溶融池の後
   端部付近に冷却流体を吹き付ける冷却ノズルとを有する
   磁気撹拌溶接装置。