特開 2024-76397 ２重シールドティグ溶接方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024076397

(43)【公開日】2024-06-06

(54)【発明の名称】２重シールドティグ溶接方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 9/29 20060101AFI20240530BHJP

【ＦＩ】

B23K9/29 L

B23K9/29 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022187854

(22)【出願日】2022-11-25

(71)【出願人】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(72)【発明者】

【氏名】下新原 春菜

【テーマコード（参考）】

4E001

【Ｆターム（参考）】

4E001LB02

4E001LB06

4E001LH04

4E001LH06

4E001NA01

(57)【要約】

【課題】２重シールドティグ溶接方法において、種々の溶接条件においてインナーガス及びアウターガスの流量を適正化して安定した溶接を行うこと。
【解決手段】インナーガス７を噴出させるインナーノズル４及びアウターガス９を噴出させるアウターノズル５を備えた溶接トーチＷＴを使用し、溶接電流Ｉｗを通電して溶接する２重シールドティグ溶接方法において、溶接電流Ｉｗの値に応じてインナーガス７及びアウターガス９の流量を設定し、溶接速度Ｗｓｒに応じて設定されたインナーガス７及び／又はアウターガス９の流量を補正する。補正は、溶接速度Ｗｓｒが速くなるほどインナーガス７及び／又はアウターガス９の流量が大きくなるように変化させる。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

インナーガスを噴出させるインナーノズル及びアウターガスを噴出させるアウターノズルを備えた溶接トーチを使用し、溶接電流を通電して溶接する２重シールドティグ溶接方法において、
前記溶接電流の値に応じて前記インナーガス及び前記アウターガスの流量を設定し、
溶接速度に応じて前記設定された前記インナーガス及び／又は前記アウターガスの流量を補正する、
ことを特徴とする２重シールドティグ溶接方法。

【請求項2】

前記補正によって前記溶接速度が速くなるほど前記インナーガス及び／又は前記アウターガスの流量が大きくなるように変化させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の２重シールドティグ溶接方法。

【請求項3】

前記溶接速度を入力とする予め定めた関数によって前記設定された前記インナーガス及び／又は前記アウターガスの流量を補正する、
ことを特徴とする請求項１に記載の２重シールドティグ溶接方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２重シールドティグ溶接方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

インナーガスを噴出させるインナーノズル及びアウターガスを噴出させるアウターノズルを備えた溶接トーチを使用して溶接する２重シールドティグ溶接方法が慣用されている（例えば、特許文献１参照）。インナーガス及びアウターガスとしては、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスが使用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１５０４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

２重シールドティグ溶接方法において、インナーガス及びアウターガスの流量が適正でないと、溶接状態が不安定になったりシールド不良を起こしたりする場合がある。

【0005】

そこで、本発明では、種々の溶接条件においてインナーガス及びアウターガスの流量を適正化して安定した溶接を可能とする２重シールドティグ溶接方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、
インナーガスを噴出させるインナーノズル及びアウターガスを噴出させるアウターノズルを備えた溶接トーチを使用し、溶接電流を通電して溶接する２重シールドティグ溶接方法において、
前記溶接電流の値に応じて前記インナーガス及び前記アウターガスの流量を設定し、
溶接速度に応じて前記設定された前記インナーガス及び／又は前記アウターガスの流量を補正する、
ことを特徴とする２重シールドティグ溶接方法である。

【0007】

請求項２の発明は、
前記補正によって前記溶接速度が速くなるほど前記インナーガス及び／又は前記アウターガスの流量が大きくなるように変化させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の２重シールドティグ溶接方法である。

【0008】

請求項３の発明は、
前記溶接速度を入力とする予め定めた関数によって前記設定された前記インナーガス及び／又は前記アウターガスの流量を補正する、
ことを特徴とする請求項１に記載の２重シールドティグ溶接方法である。

【発明の効果】

【0009】

本発明に係る２重シールドティグ溶接方法によれば、種々の溶接条件においてインナーガス及びアウターガスの流量を適正化することができるので、安定した溶接が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施の形態に係る２重シールドティグ溶接方法を実施するための溶接装置のブロック図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る２重シールドティグ溶接方法を示す図１の溶接装置における各信号のタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

【0012】

図１は、本発明の実施の形態に係る２重シールドティグ溶接方法を実施するための溶接装置のブロック図である。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。

【0013】

溶接トーチＷＴは、主に電極１、それを取り囲むインナーノズル４及びそれを取り囲むアウターノズル５を備えている。電極１には、タングステン電極等が使用される。例えば、インナーノズル４の内径は５mm、であり、アウターノズル５の内径は１３mmである。

【0014】

起動スイッチＯＮは、オン状態になるとＨｉｇｈレベルとなり、オフ状態になるとＬｏｗレベルになる起動信号Ｏｎを出力する。この起動スイッチＯＮは、溶接トーチＷＴに設けられたトーチスイッチである。また、ロボット制御装置から起動信号Ｏｎが出力される場合もある。

【0015】

電流設定回路ＩＲは、予め定めた電流設定信号Ｉｒを出力する。

【0016】

溶接速度設定回路ＷＳＲは、予め定めた溶接速度設定信号Ｗsrを出力する。手動溶接の場合には、溶接作業者が溶接速度条件を設定する。図示しない溶接ロボットを使用する場合には、溶接速度設定信号Ｗsrは図示しないロボット制御装置から出力される。

【0017】

インナーガス流量設定回路ＦＩＲは、上記の電流設定信号Ｉｒ及び上記の溶接速度設定信号Ｗsrを入力として、電流設定信号Ｉｒ［Ａ］及び溶接速度設定信号Ｗsr［cm/min］を予め定めたインナーガス流量設定関数に入力して算出された値をインナーガス流量設定信号Ｆir［l/min］として出力する。インナーガス設定関数の例を以下に示す。
Ｆir＝（Ｉｒ－７５）／５０＋３．５＋０．０４×（Ｗsr－３０） （１）式
但し、７５≦Ｉｒ≦１５０の範囲であり、Ｉｒ＜７５の場合はＩｒ＝７５と同一値であり、Ｉｒ＞１５０の場合はＩｒ＝１５０と同一値である。また、３０≦Ｗsr≦８０の範囲であり、Ｗsr＜３０の場合はＷsr＝３０と同一値であり、Ｗsr＞８０の場合はＷsr＝８０と同一値である。

【0018】

インナーガス流量調整器ＣＩは、慣用されているマスフローコントローラであり、上記の起動信号Ｏｎ及び上記のインナーガス流量設定信号Ｆirを入力として、起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベルになると、インナーガスボンベ６からのインナーガス７の流量Ｆｉをインナーガス流量設定信号Ｆirによって定まる値に調整して噴出する。

【0019】

アウターガス流量設定回路ＦＯＲは、上記の電流設定信号Ｉｒ及び上記の溶接速度設定信号Ｗsrを入力として、電流設定信号Ｉｒ［Ａ］及び溶接速度設定信号Ｗsr［cm/min］を予め定めたアウターガス流量設定関数に入力して算出された値をアウターガス流量設定信号Ｆor［l/min］として出力する。アウターガス設定関数の例を以下に示す。
Ｆor＝（Ｉｒ－７５）／５０＋５．５＋０．０６×（Ｗsr－３０） （２）式
但し、７５≦Ｉｒ≦１５０の範囲であり、Ｉｒ＜７５の場合はＩｒ＝７５と同一値であり、Ｉｒ＞１５０の場合はＩｒ＝１５０と同一値である。また、３０≦Ｗsr≦８０の範囲であり、Ｗsr＜３０の場合はＷsr＝３０と同一値であり、Ｗsr＞８０の場合はＷsr＝８０と同一値である。

【0020】

アウターガス流量調整器ＣＯは、慣用されているマスフローコントローラであり、上記の起動信号Ｏｎ及び上記のアウターガス流量設定信号Ｆorを入力として、起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベルになると、アウターガスボンベ８からのアウターガス９の流量Ｆｏをアウターガス流量設定信号Ｆorによって定まる値に調整して噴出する。

【0021】

インナーノズル４の内側の通路をインナーガス７が流れる。また、インナーノズル４の外側とアウターノズル５の内側の通路をアウターガス９が流れる。インナーガス７及びアウターガス９にはアルゴン、ヘリウム等の不活性ガスが使用される。アーク３は、電極１が負極となり、母材２が正極となって発生する。

【0022】

溶接電源ＰＳは、上記の起動信号Ｏｎ及び上記の電流設定信号Ｉｒを入力として、 起動信号ＯｎがＨｉｇｈレベルになると、電極１と母材２との間に高周波高電圧を印加し、アーク３が発生すると電流設定信号Ｉｒによって設定された溶接電流Ｉｗの出力を開始し、起動信号ＯｎがＬｏｗレベルになると溶接電流Ｉｗの出力を停止する。

【0023】

図２は、本発明の実施の形態に係る２重シールドティグ溶接方法を示す図１の溶接装置における各信号のタイミングチャートである。同図（Ａ）は溶接速度Ｗｓ「cm/min」の時間変化を示し、同図（Ｂ）は溶接電流Ｉｗ［Ａ］の時間変化を示し、同図（Ｃ）はインナーガス流量Ｆｉ［l/min］の時間変化を示し、同図（Ｄ）はアウターガス流量Ｆｏ［l/min］の時間変化を示す。以下、同図を参照して溶接中の動作について説明する。

【0024】

同図（Ａ）に示すように、溶接速度Ｗｓは、図１の溶接速度設定信号Ｗsrによって設定され、時刻ｔ１以前は第１溶接速度であり、時刻ｔ１以後はそれよりも速い第２溶接速度に変化している。同図（Ｂ）に示すように、溶接電流Ｉｗは、図１の電流設定信号Ｉｒによって設定され、時刻ｔ１以前と以後とは変化しないで一定の値である。同図（Ｃ）に示すように、インナーガス流量Ｆｉは、溶接電流及び溶接速度の値を上述した（１）式に代入して算出される。同図（Ｄ）に示すように、アウターガス流量Ｆｏは、溶接電流及び溶接速度の値を上述した（２）式に代入して算出される。例えば、溶接電流Ｉｗ＝１５０Ａ、第１溶接速度＝３０cm/min及び第２溶接速度＝８０cm/minである場合には、インナーガス流量Ｆｉ及びアウターガス流量Ｆｏは、以下のように算出される。
１）時刻ｔ１以前
Ｆｉ＝（１５０－７５）／５０＋３．５＋０．０４×（３０－３０）＝５
Ｆｏ＝（１５０－７５）／５０＋５．５＋０．０６×（３０－３０）＝７
２）時刻ｔ１以後
Ｆｉ＝（１５０－７５）／５０＋３．５＋０．０４×（８０－３０）＝７
Ｆｏ＝（１５０－７５）／５０＋５．５＋０．０６×（３０－３０）＝１０
この結果、同図（Ｃ）に示すように、インナーガス流量Ｆｉは、時刻ｔ１以前は５l/minとなり、時刻ｔ１以後は７l/minとなる。また、同図（Ｄ）に示すように、アウターガス流量Ｆｏは、時刻ｔ１以前は７l/minとなり、時刻ｔ１以後は１０l/minとなる。

【0025】

上記では、溶接速度に応じてインナーガス及びアウターガスの両値を補正する場合について説明したが、どちらか一方だけ補正するようにしても良い。したがって、本実施の形態では、溶接電流の値に応じてインナーガス及びアウターガスの流量を設定し、溶接速度に応じて設定されたインナーガス及び／又はアウターガスの流量を補正している。補正は、溶接速度が速くなるほどインナーガス及び／又はアウターガスの流量が大きくなるように変化させる。これにより、本実施の形態では、溶接電流及び溶接速度の溶接条件に応じて、インナーガス及びアウターガスの流量を適正化することができるので、安定した溶接が可能となる。

【0026】

さらに好ましくは、溶接速度を入力とする予め定めた関数によって溶接電流の値に応じて設定されたインナーガス及び／又はアウターガスの流量を補正する。このようにすると、溶接速度の変化に追従して両ガス流量を自動的に適正化することができるので、操作性が向上する。

【符号の説明】

【0027】

１ 電極
２ 母材
３ アーク
４ インナーノズル
５ アウターノズル
６ インナーガスボンベ
７ インナーガス
８ アウターガスボンベ
９ アウターガス
ＣＩ インナーガス流量調整器
ＣＯ アウターガス流量調整器
Ｆｉ インナーガス流量
ＦＩＲ インナーガス流量設定回路
Ｆir インナーガス流量設定信号
Ｆｏ アウターガス流量
ＦＯＲ アウターガス流量設定回路
Ｆor アウターガス流量設定信号
ＩＲ 電流設定回路
Ｉｒ 電流設定信号
Ｉｗ 溶接電流
ＯＮ 起動スイッチ
Ｏｎ 起動信号
ＰＳ 溶接電源
ＷＳＲ 溶接速度設定回路
Ｗsr 溶接速度設定信号
ＷＴ 溶接トーチ

【図1】

【図2】