JPS6123066B2 - - Google Patents
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- JPS6123066B2 JPS6123066B2 JP5722881A JP5722881A JPS6123066B2 JP S6123066 B2 JPS6123066 B2 JP S6123066B2 JP 5722881 A JP5722881 A JP 5722881A JP 5722881 A JP5722881 A JP 5722881A JP S6123066 B2 JPS6123066 B2 JP S6123066B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/10—Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は板厚を周期的に変化させた金属材料或
いは周期的に表面に凸凹模様を附した金属材料の
自動溶接方法に関する。
いは周期的に表面に凸凹模様を附した金属材料の
自動溶接方法に関する。
板厚が変化する金属材料を溶接する場合、板厚
の厚い部分は入熱不足のため、溶接ビードの幅が
狭くなりやすく、逆に板厚の薄い部分は入熱過剰
のため、溶接ビードの幅が広くなりやすいため、
均一な溶接を自動で行わせることは難しいものと
されていた。また、表面に凸凹模様をつけた板材
の溶接を行なう場合においても、平滑部分の板厚
T1に対し、板材の凹溝をつけられた部分と凸溝
をつけられた部分では、第１図に示すように実質
板厚T2が異なるため、それぞれの部分ごとに入
熱量を制御してやらなければ均一な溶接結果を得
ることは困難である。
の厚い部分は入熱不足のため、溶接ビードの幅が
狭くなりやすく、逆に板厚の薄い部分は入熱過剰
のため、溶接ビードの幅が広くなりやすいため、
均一な溶接を自動で行わせることは難しいものと
されていた。また、表面に凸凹模様をつけた板材
の溶接を行なう場合においても、平滑部分の板厚
T1に対し、板材の凹溝をつけられた部分と凸溝
をつけられた部分では、第１図に示すように実質
板厚T2が異なるため、それぞれの部分ごとに入
熱量を制御してやらなければ均一な溶接結果を得
ることは困難である。
従来、電子ビーム溶接において、被溶接金属材
料の板厚を検知してその変化に応じて該電子ビー
ム溶接の加熱強度を自動制御する溶接方法が、英
国特許第1360621号明細書に示されている。
料の板厚を検知してその変化に応じて該電子ビー
ム溶接の加熱強度を自動制御する溶接方法が、英
国特許第1360621号明細書に示されている。
ところが、電子ビーム溶接は真空中で行なわれ
るものであるため、その装置並びに操作が複雑と
なるのみならず、連続板材の溶接には不向である
等の種々の問題点がある。
るものであるため、その装置並びに操作が複雑と
なるのみならず、連続板材の溶接には不向である
等の種々の問題点がある。
従つて、本発明者等は下記に説明するように、
TIG溶接又はプラズマ溶接を用いる方法につき
種々研究実験を行つた。
TIG溶接又はプラズマ溶接を用いる方法につき
種々研究実験を行つた。
１〜数本のTIGトーチを溶接予定線上に並べ、
全部又は一部のTIGトーチの電流を制御すること
は公知の方法である。しかし、この方法では、周
期的に実質板厚が急激に変化する金属材料に対し
均一な溶接結果を得ることはできない。なんとな
れば、TIG溶接においては、タングステン電極は
アークが定常的に発生している状態では熱陰極と
してアークを安定に維持するが、始動的には、タ
ングステン電極が加熱されるまでは冷陰極特性を
示すため、アークが不安定となる。そのためアー
クのON・OFFを精密にくり返す制御には不向き
である。又、ON・OFFせずに電流の大小で制御
する場合にも、TIGトーチは小電流範囲において
アークが安定しないので、良好な制御電流が得ら
れない。
全部又は一部のTIGトーチの電流を制御すること
は公知の方法である。しかし、この方法では、周
期的に実質板厚が急激に変化する金属材料に対し
均一な溶接結果を得ることはできない。なんとな
れば、TIG溶接においては、タングステン電極は
アークが定常的に発生している状態では熱陰極と
してアークを安定に維持するが、始動的には、タ
ングステン電極が加熱されるまでは冷陰極特性を
示すため、アークが不安定となる。そのためアー
クのON・OFFを精密にくり返す制御には不向き
である。又、ON・OFFせずに電流の大小で制御
する場合にも、TIGトーチは小電流範囲において
アークが安定しないので、良好な制御電流が得ら
れない。
一方プラズマ溶接では、高周波電流によりパイ
ロツトアークを常時点弧しておき、パイロツトア
ークと被溶接材である母材の間にプラズマアーク
を噴射させるため、アークの精密なON・OFF制
御ができる。
ロツトアークを常時点弧しておき、パイロツトア
ークと被溶接材である母材の間にプラズマアーク
を噴射させるため、アークの精密なON・OFF制
御ができる。
さらにプラズマ溶接ではTIG溶接に比べ、入熱
密度が大きいため、実質厚さの厚い部分の加熱に
適している。又、プラズマジエツトによれば突合
せ開先は第２図のように開先の隙間を通じて十分
に加熱される。これに対し、TIG溶接の場合は第
３図のように開先の一部のみの加熱となりやす
い。
密度が大きいため、実質厚さの厚い部分の加熱に
適している。又、プラズマジエツトによれば突合
せ開先は第２図のように開先の隙間を通じて十分
に加熱される。これに対し、TIG溶接の場合は第
３図のように開先の一部のみの加熱となりやす
い。
しかし、プラズマ溶接機の設備費はTIG溶接機
に比して遥かに高価である。そこで、本発明者等
はプラズマ溶接機とTIG溶接機を併用する溶接方
法を開発した。
に比して遥かに高価である。そこで、本発明者等
はプラズマ溶接機とTIG溶接機を併用する溶接方
法を開発した。
すなわち、本発明は、以上の点に鑑みてなした
もので、プラズマ溶接とTIG溶接を併用した比較
的簡単な方法により、被溶接金属材料の実質的板
厚の変化に対応して均一な溶接を連続して行うこ
との出来る溶接方法を提供することを目的とす
る。
もので、プラズマ溶接とTIG溶接を併用した比較
的簡単な方法により、被溶接金属材料の実質的板
厚の変化に対応して均一な溶接を連続して行うこ
との出来る溶接方法を提供することを目的とす
る。
上記の目的を達成するための本発明の溶接方法
による溶接用加熱は、被溶接材の溶接予定線上に
直列に配設されたプラズマ溶接機とTIG溶接機に
より行われており、上記各溶接機は、被溶接材が
まずプラズマ溶接機で加熱され、次にTIG溶接機
で加熱されるように配置し、TIG溶接機の電流は
一定に保持しておき、プラズマ溶接機の電流だけ
を実質板厚の変化に連動して制御することを特徴
としている。
による溶接用加熱は、被溶接材の溶接予定線上に
直列に配設されたプラズマ溶接機とTIG溶接機に
より行われており、上記各溶接機は、被溶接材が
まずプラズマ溶接機で加熱され、次にTIG溶接機
で加熱されるように配置し、TIG溶接機の電流は
一定に保持しておき、プラズマ溶接機の電流だけ
を実質板厚の変化に連動して制御することを特徴
としている。
次に、本発明の一実施例を図面について説明す
る。
る。
第２図は本発明に用いられるプラズマ溶接機１
の要部断面図であり、第３図は同TIG溶接機２の
要部断面図である。第２図に示すプラズマ溶接機
１は、タングステン電極よりなる陰極３の外周
に、冷却水路が形成されている拘束ノズル４が設
けられ、この拘束ノズル４のさらに外周に保護ガ
スノズル５が設けられた構成とされており、上記
陰極３と上記拘束ノズル４との間から動作ガスと
してのアルゴンガスArが供給され、拘束ノズル
４と保護ガスノズル５との間から保護ガスとして
のヘリウムガスHeが供給されている。さらに、
上記拘束ノズル４と被溶接材６には陰極３に対応
するプラス電位が加えられている。
の要部断面図であり、第３図は同TIG溶接機２の
要部断面図である。第２図に示すプラズマ溶接機
１は、タングステン電極よりなる陰極３の外周
に、冷却水路が形成されている拘束ノズル４が設
けられ、この拘束ノズル４のさらに外周に保護ガ
スノズル５が設けられた構成とされており、上記
陰極３と上記拘束ノズル４との間から動作ガスと
してのアルゴンガスArが供給され、拘束ノズル
４と保護ガスノズル５との間から保護ガスとして
のヘリウムガスHeが供給されている。さらに、
上記拘束ノズル４と被溶接材６には陰極３に対応
するプラス電位が加えられている。
一方、第３図に示すTIG溶接機２は、タングス
テン電極よりなる陰極３の外周に、ガスノズル７
が設けられた構成とされており、その陰極３とガ
スノズル７との間から動作ガスとしてのアルゴン
ガスArが供給され、陰極３に対応するプラス電
位は被溶接材６のみに加えられている。
テン電極よりなる陰極３の外周に、ガスノズル７
が設けられた構成とされており、その陰極３とガ
スノズル７との間から動作ガスとしてのアルゴン
ガスArが供給され、陰極３に対応するプラス電
位は被溶接材６のみに加えられている。
しかして、上記各溶接機１，２は第６図に示す
ように、被溶接機６の溶接予定線上に直列に近接
して配設されており、プラズマ溶接機１は被溶接
材６の流れ方向における上流側に、TIG溶接機２
は下流側に設置されている。さらに、上記プラズ
マ溶接機１の上流側には第４図に示す超音波厚み
計８もしくは第５図に示す光電変換装置９が設け
られている。この光電変換装置９は投光器９ａと
光電管受光部９ｂとで構成されており、投光器９
ａから発せられて被溶接材６の面で反射された光
は、被溶接材６が平滑面の時は受光せず、凸凹模
様の面で散乱された光が受光されるように、その
投光器９ａと受光器９ｂとの位置関係及び取付角
度が設定されている。
ように、被溶接機６の溶接予定線上に直列に近接
して配設されており、プラズマ溶接機１は被溶接
材６の流れ方向における上流側に、TIG溶接機２
は下流側に設置されている。さらに、上記プラズ
マ溶接機１の上流側には第４図に示す超音波厚み
計８もしくは第５図に示す光電変換装置９が設け
られている。この光電変換装置９は投光器９ａと
光電管受光部９ｂとで構成されており、投光器９
ａから発せられて被溶接材６の面で反射された光
は、被溶接材６が平滑面の時は受光せず、凸凹模
様の面で散乱された光が受光されるように、その
投光器９ａと受光器９ｂとの位置関係及び取付角
度が設定されている。
上記超音波厚み計８若しくは光電変換装置９に
より、第５図に示すような検出信号Ｓが得られ、
この検出信号により、プラズマ溶接機１における
陰極３と被溶接材６との間に加えられる電流が
ON・OFF操作されるのであるが、上記プラズマ
溶接機１と、超音波厚み計８もしくは光電変換装
置９とが、互いに隔れた箇所に配置される場合
は、遅延回路あるいはメモリーカウンターによれ
回路を用いることにより、検出位置と操作位置と
のズレが補正されることになる。従つて、第６図
に示すように、溶接電流は被溶接材６との例え厚
さ変化に一致した状態となる。
より、第５図に示すような検出信号Ｓが得られ、
この検出信号により、プラズマ溶接機１における
陰極３と被溶接材６との間に加えられる電流が
ON・OFF操作されるのであるが、上記プラズマ
溶接機１と、超音波厚み計８もしくは光電変換装
置９とが、互いに隔れた箇所に配置される場合
は、遅延回路あるいはメモリーカウンターによれ
回路を用いることにより、検出位置と操作位置と
のズレが補正されることになる。従つて、第６図
に示すように、溶接電流は被溶接材６との例え厚
さ変化に一致した状態となる。
なお、上記実施例においては、TIG溶接機２に
は一定電流を流しておき、実質板厚の厚い部分に
だけTIG溶接機２の前に、すなわち被溶接材６の
流れにおける上流側に設置したプラズマ溶接機１
による加熱を施す。従つて、プラズマ溶接機１は
原則としてON・OFF制御で作動されるが、プラ
ズマ溶接機１のベース電流は必ずゼロでなければ
ならないわけではない。すなわち、プラズマ溶接
機は電流を大小に切りかえる制御によつて作動さ
せてもよい。
は一定電流を流しておき、実質板厚の厚い部分に
だけTIG溶接機２の前に、すなわち被溶接材６の
流れにおける上流側に設置したプラズマ溶接機１
による加熱を施す。従つて、プラズマ溶接機１は
原則としてON・OFF制御で作動されるが、プラ
ズマ溶接機１のベース電流は必ずゼロでなければ
ならないわけではない。すなわち、プラズマ溶接
機は電流を大小に切りかえる制御によつて作動さ
せてもよい。
また、本発明の実施例においては、プラズマ溶
接機２をTIG溶接機１の前方に設置されている。
従つて、プラズマ溶接機１がONの状態において
は、まずプラズマ溶接機１による入熱によつて被
溶接機６は十分に深部に達する予熱を受け、次い
でTIG溶接機２による加熱で溶融される。被溶接
材６の面は図示の如き平面のみならず曲面でも良
く、又、その面上の周期的変化とは、変化が一回
だけの場合も包含する。
接機２をTIG溶接機１の前方に設置されている。
従つて、プラズマ溶接機１がONの状態において
は、まずプラズマ溶接機１による入熱によつて被
溶接機６は十分に深部に達する予熱を受け、次い
でTIG溶接機２による加熱で溶融される。被溶接
材６の面は図示の如き平面のみならず曲面でも良
く、又、その面上の周期的変化とは、変化が一回
だけの場合も包含する。
以上により、板厚を周期的に変化させた金属材
料或いは周期的に表面に凸凹模様を附した金属材
料を均一に自動溶接するため高能率且つ経済的な
方法を確立したものであり、すなわち、本発明に
よれば、溶接用加熱をプラズマ溶接機とTIG溶接
機との併用により行なわせるとともに、プラズマ
溶接機の電流だけを被溶接材の実質板厚の変化に
連動して制御するようにしたので、溶接機全体の
コストをそれほど増加させることはなく、確実で
均一な自動制御による溶接結果を得ることができ
る効果がある。
料或いは周期的に表面に凸凹模様を附した金属材
料を均一に自動溶接するため高能率且つ経済的な
方法を確立したものであり、すなわち、本発明に
よれば、溶接用加熱をプラズマ溶接機とTIG溶接
機との併用により行なわせるとともに、プラズマ
溶接機の電流だけを被溶接材の実質板厚の変化に
連動して制御するようにしたので、溶接機全体の
コストをそれほど増加させることはなく、確実で
均一な自動制御による溶接結果を得ることができ
る効果がある。
本発明の溶接方法が適用される被溶接金属の種
類については特に限定しないが、ステンレス、銅
合金、或いはチタン、ジルコニウム、ニツケルも
しくはそれらの合金、或いはその他の金属又は合
金の溶接に最適であり、各種装置、構造物又はそ
れらの部品もしくは部材の製作に実用される。
類については特に限定しないが、ステンレス、銅
合金、或いはチタン、ジルコニウム、ニツケルも
しくはそれらの合金、或いはその他の金属又は合
金の溶接に最適であり、各種装置、構造物又はそ
れらの部品もしくは部材の製作に実用される。
第１図イ，ロ，ハ，ニ，ホは本発明の使用対象
となる被溶接材を示す要部断面図及び斜視図、第
２図は本発明の実施例に用いられるプラズマ溶接
機の要部断面図、第３図は同TIG溶接機の要部断
面図、第４図は被溶接材と超音波厚み計との関係
を示す説明図、第５図は被溶接材と光電変換装置
との関係を示す説明図、第６図はプラズマ溶接
機・TIG溶接機と被溶接材との関係及び溶接電流
との関係を示す説明図である。 １……プラズマ溶接機、２……TIG溶接機、６
……被溶接材、８……超音波厚み計、９……光電
変換装置。
となる被溶接材を示す要部断面図及び斜視図、第
２図は本発明の実施例に用いられるプラズマ溶接
機の要部断面図、第３図は同TIG溶接機の要部断
面図、第４図は被溶接材と超音波厚み計との関係
を示す説明図、第５図は被溶接材と光電変換装置
との関係を示す説明図、第６図はプラズマ溶接
機・TIG溶接機と被溶接材との関係及び溶接電流
との関係を示す説明図である。 １……プラズマ溶接機、２……TIG溶接機、６
……被溶接材、８……超音波厚み計、９……光電
変換装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 板厚を変化させた金属材料或いは、表面に凸
凹模様を附した金属材料よりなる被溶接材の前記
板厚或いは表面凸凹模様の少なくともいずれか一
方を検知し、前記板厚変化或いは表面凸凹模様の
少なくともいずれか一方に伴う実質板厚の変化に
連動して溶接用加熱の強度を自動制御する溶接方
法において、前記溶接用加熱は、被溶接材の溶接
予定線上に直列に配設されたプラズマ溶接機と
TIG溶接機により行われており、上記各溶接機
は、被溶接材がまずプラズマ溶接機で加熱され、
次にTIG溶接機で加熱されるように配置し、TIG
溶接機の電流は一定に保持しておき、プラズマ溶
接機の電流だけを実質板厚の変化に連動して制御
することを特徴とする溶接方法。 ２ 前記被溶接材の表面凸凹模様の検知方法は、
被溶接材の表面を光線によつて照射し、該表面で
反射する光線の強さを光電変換装置で検知する方
法が用いられている特許請求の範囲第１項記載の
溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5722881A JPS57171586A (en) | 1981-04-17 | 1981-04-17 | Welding method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5722881A JPS57171586A (en) | 1981-04-17 | 1981-04-17 | Welding method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57171586A JPS57171586A (en) | 1982-10-22 |
| JPS6123066B2 true JPS6123066B2 (ja) | 1986-06-04 |
Family
ID=13049663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5722881A Granted JPS57171586A (en) | 1981-04-17 | 1981-04-17 | Welding method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57171586A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2920681B1 (fr) * | 2007-09-10 | 2009-12-04 | Snecma | Utilisation d'un flux activant pour le soudage tig de pieces metalliques |
| JP5882773B2 (ja) * | 2012-02-10 | 2016-03-09 | 株式会社神戸製鋼所 | 片面溶接装置、片面溶接装置に用いられるプログラムおよび片面溶接方法 |
-
1981
- 1981-04-17 JP JP5722881A patent/JPS57171586A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57171586A (en) | 1982-10-22 |
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