JPH04190976A - 磁気攪拌溶接法及び磁気攪拌溶接装置 - Google Patents
磁気攪拌溶接法及び磁気攪拌溶接装置Info
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- JPH04190976A JPH04190976A JP32193390A JP32193390A JPH04190976A JP H04190976 A JPH04190976 A JP H04190976A JP 32193390 A JP32193390 A JP 32193390A JP 32193390 A JP32193390 A JP 32193390A JP H04190976 A JPH04190976 A JP H04190976A
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- Arc Welding Control (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
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。
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。
磁気撹拌溶度法は、アーク溶接において溶融池に磁界を
作用させて１．ｉ５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がら溶接を行う方法であり、
ステンレス’Ｍｍの溶接においてテンドライトの成長を
妨げて異方性をなくし、超音波探傷検査の性能間上等を
図り、放射線検査の適用困難なステンレス鋼羽仮におい
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
５図に示すように溶接トーチｌ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の電極を負極とした直
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６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（マ繭
接ト・−チの移動方向を示す。
作用させて１．ｉ５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がら溶接を行う方法であり、
ステンレス’Ｍｍの溶接においてテンドライトの成長を
妨げて異方性をなくし、超音波探傷検査の性能間上等を
図り、放射線検査の適用困難なステンレス鋼羽仮におい
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
５図に示すように溶接トーチｌ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の電極を負極とした直
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６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（マ繭
接ト・−チの移動方向を示す。
【発明か解決しようとする課８］
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ｌの先端と対向した位置を中心とした円形では
なく、第６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ｌ
と溶融池３との間の１４流は第５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
ては磁力の影響か少なくなって磁気撹拌か不十分になり
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に超音波振動を
付与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
てその移動力−向後方位置に間隔をおいて配置され溶融
池の後端部付近に超音波振動を付与する超音波振動子と
を有することを特徴とする。
接トーチｌの先端と対向した位置を中心とした円形では
なく、第６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ｌ
と溶融池３との間の１４流は第５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
ては磁力の影響か少なくなって磁気撹拌か不十分になり
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に超音波振動を
付与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
てその移動力−向後方位置に間隔をおいて配置され溶融
池の後端部付近に超音波振動を付与する超音波振動子と
を有することを特徴とする。
請求項Ｉ記載の磁気撹拌溶接法は、磁界等の影響が少な
くなる溶融池の後端部付近に別個に超音波振動を付与し
て、これら溶融池の前端部における磁気撹拌と後端部に
おける超音波振動による撹拌とで溶融池全体を撹拌する
ものである。 請求項２記載の磁気撹拌溶接装置は、磁気撹拌用の磁気
コイルと超音波振動子とを前後に配置して、必要に応じ
て溶融池の後端部に超音波振動を付与することかできる
ものである。
くなる溶融池の後端部付近に別個に超音波振動を付与し
て、これら溶融池の前端部における磁気撹拌と後端部に
おける超音波振動による撹拌とで溶融池全体を撹拌する
ものである。 請求項２記載の磁気撹拌溶接装置は、磁気撹拌用の磁気
コイルと超音波振動子とを前後に配置して、必要に応じ
て溶融池の後端部に超音波振動を付与することかできる
ものである。
以下、本発明の実施例を第１図ないし第４図に基ついて
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図を参照しながら説明する。この実施例
の磁気撹拌溶接［１ｉＴＩＧ溶接機が適用され、タング
ステン電極及ヒイナートヵス通路を有する溶接トーチ１
１と、該溶接トーチｌｌ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１１の回りに、該溶接トーチ１１を囲む
ように磁気コイル１４が固定されている。ワイヤ供給機
１３は、ワイヤ１２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Ｉ２を繰り出しながら溶接ト
ーチＩＩ先端に案内する送線カイト１６とから構成され
ている。また、これらリール１５、送線ガイド川６及び
前記溶接トーチｌｌは、主ブラケット１７に一体に固定
されており、該主ブラケット１７は、これを水平方向及
び上下方向に移動する水平移動機構及び上下移動機構を
介して装置架台（いずれも図示路）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じ
を手動あるいは自動で回転することにより主ブラケット
１７を移動する構成のものが適用される。 そして、前記装置架台には、前記主ブラケット１７に対
して上下に離間するように副ブラケット２１か設けられ
ており、該副ブラケット２１に一対の超音波振動子２２
か上向き姿勢で固定されている。これら超音波振動子２
２は、溶接トーチｌｌの進行方向の若干後方位置に該溶
接トーチ１１の移動軌跡を中心として左右に間隔をおい
て配置されるように設けられており、その取り付は位置
は、溶接トーチ１１の進行速度等の溶接条件によって設
定されるが、溶接により生ずる溶融池３の後端部３ａ付
近（第６図参照）、例えば溶接トーチ１１からＬ＝５〜
１０ｍｍ後方に離れた位置で、左右方向に母材２３の開
先２４の開口寸法より若干大きい相互間隔を有するよう
に設定される。なお、この副ブラケット２１も前記水平
移動機構と連動する水平移動機構（図示路）に支持され
、主ブラケット１７と一体に水平方向にのみ移動し得る
ようになっている。 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ＩＩを母材２３の開先２４内に向けると、両
超音波振動子２２は溶接トーチ１１の後方て母材２３の
裏面において開先２４の左右に配置されることになる。 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
交番磁界を生しさせる。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か交互に発生する。 そして、母材２３の開先２４にイナートカスを噴出させ
ながらワイヤ１２を一定速度で供給して、溶接トーチ１
１を開先２４に沿って移動し、同時に超音波振動子２２
を作動させることにより、母材２３に超音波振動を付与
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３が形成されるが、該溶融池３には溶接トーチ１１
の真下の付近で磁界による前記した回転力か発生すると
ともに、該溶接トーチ１１に対して若干後方位置、つま
り溶融池３の後端部３ａには超音波振動が付与される。 したかって、これら回転力と超音波振動とによって溶融
池３全体が撹拌され、テンドライトの発生を有効に防止
することかできるものである。なお、溶接ビードを多層
盛りする場合には、溶接トーチ３を一層毎上下移動機構
によって浮かせていくことか行われるが、超音波振動子
２２はその高さを変化させることなく母材２３の裏面に
沿う水平移動のみとされ、溶接トーチ１１と同期して移
動させられる。 一方、第３図及び第４図は超音波振動子２２を溶接トー
チ１１と同じ側、つまり母材２３の表面側に配置した例
を示している。この場合、超音波振動子２２には、主ブ
ラケット１７との間の間隔を伸縮自在としかつばね等に
より下方に向けて付勢する高さ調整機構（図示路）が設
けられており、多層盛り溶接を行う場合に、溶接トーチ
１１を一層毎に浮かせていったとしても、超音波振動子
は母材２３表面への接触状態か維持され、該母材２３に
確実に超音波振動を付与することかできる。 また、第１図及び第２図に示すような副ブラケットか不
要になるから全体構造も単純化することかできる。
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図を参照しながら説明する。この実施例
の磁気撹拌溶接［１ｉＴＩＧ溶接機が適用され、タング
ステン電極及ヒイナートヵス通路を有する溶接トーチ１
１と、該溶接トーチｌｌ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１１の回りに、該溶接トーチ１１を囲む
ように磁気コイル１４が固定されている。ワイヤ供給機
１３は、ワイヤ１２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Ｉ２を繰り出しながら溶接ト
ーチＩＩ先端に案内する送線カイト１６とから構成され
ている。また、これらリール１５、送線ガイド川６及び
前記溶接トーチｌｌは、主ブラケット１７に一体に固定
されており、該主ブラケット１７は、これを水平方向及
び上下方向に移動する水平移動機構及び上下移動機構を
介して装置架台（いずれも図示路）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じ
を手動あるいは自動で回転することにより主ブラケット
１７を移動する構成のものが適用される。 そして、前記装置架台には、前記主ブラケット１７に対
して上下に離間するように副ブラケット２１か設けられ
ており、該副ブラケット２１に一対の超音波振動子２２
か上向き姿勢で固定されている。これら超音波振動子２
２は、溶接トーチｌｌの進行方向の若干後方位置に該溶
接トーチ１１の移動軌跡を中心として左右に間隔をおい
て配置されるように設けられており、その取り付は位置
は、溶接トーチ１１の進行速度等の溶接条件によって設
定されるが、溶接により生ずる溶融池３の後端部３ａ付
近（第６図参照）、例えば溶接トーチ１１からＬ＝５〜
１０ｍｍ後方に離れた位置で、左右方向に母材２３の開
先２４の開口寸法より若干大きい相互間隔を有するよう
に設定される。なお、この副ブラケット２１も前記水平
移動機構と連動する水平移動機構（図示路）に支持され
、主ブラケット１７と一体に水平方向にのみ移動し得る
ようになっている。 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ＩＩを母材２３の開先２４内に向けると、両
超音波振動子２２は溶接トーチ１１の後方て母材２３の
裏面において開先２４の左右に配置されることになる。 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
交番磁界を生しさせる。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か交互に発生する。 そして、母材２３の開先２４にイナートカスを噴出させ
ながらワイヤ１２を一定速度で供給して、溶接トーチ１
１を開先２４に沿って移動し、同時に超音波振動子２２
を作動させることにより、母材２３に超音波振動を付与
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３が形成されるが、該溶融池３には溶接トーチ１１
の真下の付近で磁界による前記した回転力か発生すると
ともに、該溶接トーチ１１に対して若干後方位置、つま
り溶融池３の後端部３ａには超音波振動が付与される。 したかって、これら回転力と超音波振動とによって溶融
池３全体が撹拌され、テンドライトの発生を有効に防止
することかできるものである。なお、溶接ビードを多層
盛りする場合には、溶接トーチ３を一層毎上下移動機構
によって浮かせていくことか行われるが、超音波振動子
２２はその高さを変化させることなく母材２３の裏面に
沿う水平移動のみとされ、溶接トーチ１１と同期して移
動させられる。 一方、第３図及び第４図は超音波振動子２２を溶接トー
チ１１と同じ側、つまり母材２３の表面側に配置した例
を示している。この場合、超音波振動子２２には、主ブ
ラケット１７との間の間隔を伸縮自在としかつばね等に
より下方に向けて付勢する高さ調整機構（図示路）が設
けられており、多層盛り溶接を行う場合に、溶接トーチ
１１を一層毎に浮かせていったとしても、超音波振動子
は母材２３表面への接触状態か維持され、該母材２３に
確実に超音波振動を付与することかできる。 また、第１図及び第２図に示すような副ブラケットか不
要になるから全体構造も単純化することかできる。
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に超音波振動を
付与して、その付近の溶融金属を撹拌し得るから、磁気
撹拌と超音波振動による撹拌とで溶融池全体を撹拌する
ことができ、テンドライトの成長を防止することができ
る。 （１１）請求項２記載の磁気撹拌溶接装置によれば、磁
気フィルとは別に溶融池の後端部に超音波振動を付与す
る超音波振動子を備えているから、溶融池か長く尾を引
く場合等にはその後端部に超音波振動を付与して、有効
に撹拌することができる。
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に超音波振動を
付与して、その付近の溶融金属を撹拌し得るから、磁気
撹拌と超音波振動による撹拌とで溶融池全体を撹拌する
ことができ、テンドライトの成長を防止することができ
る。 （１１）請求項２記載の磁気撹拌溶接装置によれば、磁
気フィルとは別に溶融池の後端部に超音波振動を付与す
る超音波振動子を備えているから、溶融池か長く尾を引
く場合等にはその後端部に超音波振動を付与して、有効
に撹拌することができる。
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
部の正面図、第２図はその側面図、第３図は超音波振動
子を母材の裏面に配置した例を示す第１図同様の正面図
、第４図はその側面図、第５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６図は第５図の溶接
法により形成される溶融池の正面図である。 ３・・・・溶融池、３ａ ・・・・後端部、１１・・・
・・溶接トーチ、１２ ・・・ワイヤ、１３・−・・ワ
イヤ供給器、１４・・・・・・磁気コイル、１５・・・
・・・リール、１６・・・・・・送線カイト、１７・・
・・・主ブラケット、２１・・・・・副ブラケット、２
２・・・・・超音波振動子、２３・・・・・・母材、２
４・・ 開先。 出願人 石川島播磨重工業株式会社 第３図 第４図 第５図 第６図 八〇コ
部の正面図、第２図はその側面図、第３図は超音波振動
子を母材の裏面に配置した例を示す第１図同様の正面図
、第４図はその側面図、第５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６図は第５図の溶接
法により形成される溶融池の正面図である。 ３・・・・溶融池、３ａ ・・・・後端部、１１・・・
・・溶接トーチ、１２ ・・・ワイヤ、１３・−・・ワ
イヤ供給器、１４・・・・・・磁気コイル、１５・・・
・・・リール、１６・・・・・・送線カイト、１７・・
・・・主ブラケット、２１・・・・・副ブラケット、２
２・・・・・超音波振動子、２３・・・・・・母材、２
４・・ 開先。 出願人 石川島播磨重工業株式会社 第３図 第４図 第５図 第６図 八〇コ
Claims (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に超
音波振動を付与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
端部付近に超音波振動を付与する超音波振動子とを有す
る磁気撹拌溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32193390A JPH04190976A (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 磁気攪拌溶接法及び磁気攪拌溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32193390A JPH04190976A (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 磁気攪拌溶接法及び磁気攪拌溶接装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04190976A true JPH04190976A (ja) | 1992-07-09 |
Family
ID=18138041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32193390A Pending JPH04190976A (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 磁気攪拌溶接法及び磁気攪拌溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04190976A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1177299A (ja) * | 1997-09-12 | 1999-03-23 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 金属管の溶接方法 |
| CN106825964A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-06-13 | 温州大学 | 一种超声波氩弧焊装置 |
-
1990
- 1990-11-26 JP JP32193390A patent/JPH04190976A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1177299A (ja) * | 1997-09-12 | 1999-03-23 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 金属管の溶接方法 |
| CN106825964A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-06-13 | 温州大学 | 一种超声波氩弧焊装置 |
| CN106825964B (zh) * | 2017-04-18 | 2020-04-07 | 温州大学 | 一种超声波氩弧焊装置 |
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