特開 2024-81867 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】P2024081867

(43)【公開日】2024-06-19

(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 9/16 20060101AFI20240612BHJP

   B23K 9/29 20060101ALI20240612BHJP

【ＦＩ】

B23K9/16 L

B23K9/29 B

B23K9/16 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022195389

(22)【出願日】2022-12-07

(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】西野 晋太朗

(72)【発明者】

【氏名】中俣 利昭

【テーマコード（参考）】

4E001

【Ｆターム（参考）】

4E001AA03

4E001BB07

4E001DD02

4E001DD03

4E001DD06

4E001LB02

4E001LH04

4E001LH06

(57)【要約】

【課題】２重シールドティグ溶接方法において、ガスのランニングコストを軽減すること。
【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、インナーガス７にはヘリウム、アルゴンとヘリウムとの混合ガス又はアルゴンと水素との混合ガスを使用し、アウターガス９にはアルゴンを使用し、溶接開始に際してインナーガス７及びアウターガス９のプリフローを行った後にアーク３を発生させて定常溶接期間に移行し、溶接終了に際してアーク３を消弧した後にインナーガス７及びアウターガス９のアフターフローを行って溶接を終了する２重シールドティグ溶接方法において、アフターフロー中のインナーガス７は、アウターガス９と同じガスを噴出させる。
【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、
前記インナーガスには前記アウターガスよりも電位傾度の大きなガスを使用し、前記アウターガスには前記インナーガスよりも電位傾度の小さなガスを使用し、
溶接開始に際して前記インナーガス及び前記アウターガスのプリフローを行った後にアークを発生させて定常溶接期間に移行し、
溶接終了に際して前記アークを消弧した後に前記インナーガス及び前記アウターガスのアフターフローを行って溶接を終了する２重シールドティグ溶接方法において、
前記アフターフロー中の前記インナーガスは、前記アウターガスと同じガスを噴出させる、
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】

前記アフターフロー中は、前記アウターガス用の前記電気傾度の小さなガスを分流させることによって前記インナーガスを噴出させる、
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】

前記電位傾度の小さいガスはアルゴンであり、前記電位傾度の大きいガスはヘリウム、アルゴンとヘリウムとの混合ガス又はアルゴンと水素との混合ガスである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の２重シールドティグ溶接方法。

【請求項4】

前記電位傾度の小さなガスの総流量を、前記アフターフロー中は前記定常溶接期間中よりも大きい値に設定する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の２重シールドティグ溶接方法。

【請求項5】

前記インナーガスは、前記アークが発生するまでの所定期間中は前記アウターガスと同じガスを噴出させる、
ことを特徴とする請求項１又は２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）。

【0003】

２重シールドティグ溶接方法は、インナーガスによってアークの集中性が強くなるために、深い溶け込みを得ることができる。通常、インナーガス及びアウターガスにはアルゴンが使用される。さらに、溶け込みを深くするために、インナーガスにヘリウム、アルゴンとヘリウムとの混合ガス又はアルゴンと水素の混合ガスを使用する場合がある。これは、インナーガスにアウターガスよりも電位傾度の大きいガスを使用することによってアーク電圧が大きくなり、この結果溶け込みをより深くすることができるためである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【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】

【0005】

従来技術の２重シールドティグ溶接方法では、溶接開始に際してインナーガス及びアウターガスのプリフローを行った後にアークを発生させて定常溶接期間に移行し、溶接終了に際してアークを消弧した後にインナーガス及びアウターガスのアフターフローを行って溶接を終了する。インナーガス及びアウターガスには不活性ガスが使用される。上述したように、溶け込みを深くするために、インナーガスにアウターガスよりも電位傾度の大きなガスを使用する場合がある。しかし、電位傾度の大きなガスは、電位傾度の小さなガスに比べて高価である。このために、インナーガス及びアウターガスともに電位傾度の小さなガスを使用する通常の場合よりもランニングコストが高くなるという問題がある。

【0006】

そこで、本発明では、インナーガスにアウターガスよりも電位傾度の大きなガスを使用する場合において、ガスのランニングコストを軽減することができる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】

【0007】

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、
前記インナーガスには前記アウターガスよりも電位傾度の大きなガスを使用し、前記アウターガスには前記インナーガスよりも電位傾度の小さなガスを使用し、
溶接開始に際して前記インナーガス及び前記アウターガスのプリフローを行った後にアークを発生させて定常溶接期間に移行し、
溶接終了に際して前記アークを消弧した後に前記インナーガス及び前記アウターガスのアフターフローを行って溶接を終了する２重シールドティグ溶接方法において、
前記アフターフロー中の前記インナーガスは、前記アウターガスと同じガスを噴出させる、
ことを特徴とする２重シールドティグ溶接方法である。

【0008】

請求項２の発明は、
前記アフターフロー中は、前記アウターガス用の前記電気傾度の小さなガスを分流させることによって前記インナーガスを噴出させる、
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。

【0009】

請求項３の発明は、
前記電位傾度の小さいガスはアルゴンであり、前記電位傾度の大きいガスはヘリウム、アルゴンとヘリウムとの混合ガス又はアルゴンと水素の混合ガスである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の２重シールドティグ溶接方法である。

【0010】

請求項４の発明は、
前記電位傾度の小さなガスの総流量を、前記アフターフロー中は前記定常溶接期間中よりも大きい値に設定する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の２重シールドティグ溶接方法である。

【0011】

請求項５の発明は、
前記インナーガスは、前記アークが発生するまでの所定期間中は前記アウターガスと同じガスを噴出させる、
ことを特徴とする請求項１又は２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】

【0012】

本発明に係る２重シールドティグ溶接方法によれば、インナーガスにアウターガスよりも電位傾度の大きなガスを使用する場合において、ガスのランニングコストを軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【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】

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

溶接開始回路ＯＮは、溶接を開始するときにＨｉｇｈレベルとなる溶接開始信号ＯＮを出力する。この溶接開始回路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、溶接開始回路ＯＮは、溶接ロボットを使用する場合には、図示しないロボット制御装置内に設けられる場合もある。

【0018】

電流設定回路ＩＲは、溶接電流Ｉｗの値を設定するための予め定めた電流設定信号Ｉｒを出力する。

【0019】

プリフロー期間回路ＴＰは、上記の溶接開始信号Ｏｎを入力として、溶接開始信号ＯｎがＨｉｇｈレベルに変化した時点から予め定めたプリフロー期間が経過するまではＨｉｇｈレベルとなるプリフロー期間信号Ｔｐを出力する。

【0020】

アフターフロー期間回路ＴＡは、上記の溶接開始信号Ｏｎを入力として、溶接開始信号ＯｎがＬｏｗレベルに変化した時点から予め定めたアフターフロー期間が経過するまではＨｉｇｈレベルとなるアフターフロー期間信号Ｔａを出力する。

【0021】

アーク発生判別回路ＡＤは、溶接電流Ｉｗを検出して、溶接電流Ｉｗが通電しているときはアーク３が発生していると判別してＨｉｇｈレベルとなるアーク発生信号Ａｄを出力する。

【0022】

所定期間設定回路ＴＩは、上記のプリフロー期間信号Ｔｐ及び上記のアーク発生信号Ａｄを入力として、プリフロー期間信号ＴｐがＨｉｇｈレベルに変化した時点から予め定めた遅延期間Ｔｄが経過した時点でＨｉｇｈレベルとなり、アーク発生信号ＡｄがＨｉｇｈレベル（アーク発生）に変化した時点又はそれから予め定めた初期期間が経過した時点でＬｏｗレベルに戻る所定期間信号Ｔｉを出力する。遅延期間Ｔｄはプリフロー期間Ｔｐよりも短い時間である。初期期間はアークが発生して安定した状態になるまでの期間である。例えば５００msに設定される。

【0023】

インナーガス流量設定回路ＦＩＲは、予め定めた定常溶接期間インナーガス流量値となるインナーガス流量設定信号Ｆirを出力する。例えば、定常溶接期間インナーガス流量値は５l/minである。

【0024】

インナーガス流量調整器ＣＩは、公知のガスフローコントローラ等であり、上記の溶接開始信号Ｏｎ、上記の所定期間信号Ｔｉ及び上記のインナーガス流量設定信号Ｆirを入力として、溶接開始信号ＯｎがＨｉｇｈレベルとなり、かつ、所定期間信号ＴｉがＬｏｗレベルに変化した時点から、溶接開始信号ＯｎがＬｏｗレベルに変化して予め定めたアフターフロー時間が経過するまでの期間中は、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。インナーガス７は、アウターガス９よりも電位傾度の大きなガスである。具体的には、ヘリウム、アルゴンと２５％～７５％程度のヘリウムの混合ガス、又はアルゴンと３％～７％程度の水素との混合ガスである。

【0025】

アウターガス流量設定回路ＦＯＲは、上記のプリフロー期間信号Ｔｐ、上記の所定期間信号Ｔｉ及び上記のアフターフロー期間信号Ｔａを入力として、以下の１）～４）の処理を行い、アウターガス流量設定信号Ｆorを出力する。ここで、プリフローアウターガス流量値を定
１）プリフロー期間信号ＴｐがＨｉｇｈレベルに変化した時点から所定期間信号ＴｉがＨｉｇｈレベルに変化するまでの期間中は、予め定めたプリフローアウターガス流量値となる。
２）所定期間信号ＴｉがＨｉｇｈレベルの期間中は、予め定めた増加プリフローアウターガス流量値となる。
３）所定期間信号ＴｉがＬｏｗレベルに変化した時点からアフターフロー期間信号ＴａがＨｉｇｈレベルに変化するまでの定常溶接期間中は、予め定めた定常溶接期間アウターガス流量値となる。
４）アフターフロー期間信号ＴａがＨｉｇｈレベルのアフターフロー期間中は、予め定めたアフターフロー流量値となる。
ここで、プリフローアウターガス流量値を定常溶接期間アウターガス流量値よりも大きな値に設定しても良い。増加プリフローアウターガス流量値は、プリフローアウターガス流量値に所望のプリフローインナーガス流量値を加算した値に設定される。アフターフロー流量値は、所望のアフターフローアウターガス流量値に所望のアフターガスインナーガス流量値を加算した値に設定される。

【0026】

アウターガス流量調整器ＣＯは、公知のガスフローコントローラ等であり、上記の溶接開始信号Ｏｎ、上記のアウターガス流量設定信号Ｆor及び上記のアフターフロー期間信号Ｔａを入力として、溶接開始信号ＯｎがＨｉｇｈレベルに変化した時点からアフターフロー期間信号ＴａがＬｏｗレベルに変化するまでの期間中は、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。アウターガス９は、インナーガス７よりも電位傾度が小さなガスであり、アルゴンである。

【0027】

上記のアウターガス流量調整器ＣＯを通過した後の流路は、アウターガス流路とインナーガス流路に合流する流路とに分流する。インナーガス流路に合流する流路には、電磁弁ＭＢが設けられている。電磁弁ＭＢは、上記の所定期間信号Ｔｉ及び上記のアフターフロー期間信号Ｔａを入力として、所定期間信号Ｔｉ又はアフターフロー期間信号ＴａがＨｉｇｈレベルのときは開状態となり、それ以外のときは閉状態となる。

【0028】

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。。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。

【0029】

溶接電源ＰＳは、上記の溶接開始信号Ｏｎ、上記のプリフロー期間信号Ｔｐ及び上記の電流設定信号Ｉｒを入力として、溶接開始信号ＯｎがＨｉｇｈレベルとなり、かつ、プリフロー期間信号ＴｐがＬｏｗ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、溶接開始信号ＯｎがＬｏｗレベルになると溶接電流Ｉｗの出力を停止する。

【0030】

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）は溶接開始信号Ｏｎの時間変化を示し、同図(Ｂ)はアウターガス流量調整器を流れる流量Ｆco（l/min）の時間変化を示し、同図(Ｃ)はインナーガス流量調整器を流れる流量Ｆci（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）の時間変化を示し、同図(Ｅ)はインナーガス流量Ｆｉ（l/min）の時間変化を示し、同図（Ｆ）は溶接電流Ｉｗの時間変化を示し、同図（Ｇ）はアーク発生信号Ａｄの時間変化を示し、同図（Ｈ）は電磁弁ＭＢの開閉状態の時間変化を示す。以下、同図を参照して、溶接開始時及び溶接終了時の動作について説明する。

【0031】

時刻ｔ１において、溶接作業者が図１の溶接トーチＷＴに設けられたトーチスイッチをオン状態にすると、同図（Ａ）に示すように、溶接開始信号ＯｎがＨｉｇｈレベルに変化するので、図１のプリフロー期間信号ＴｐがＨｉｇｈレベルとなる。これに応動して、同図（Ｂ）に示すように、アウターガス流量調整器を流れる流量Ｆcoは図１のアウターガス流量設定信号Ｆorによって定まるプリフローアウターガス流量値となる。この時点では、同図（Ｈ）に示すように、電磁弁ＭＢは閉状態（Ｌｏｗレベル）であるので、アウターガス流量調整器を流れる流量Ｆcoは分流しない。この結果、同図（Ｄ）に示すように、アウターガス流量Ｆｏ＝Ｆcoとなり、上記のプリフローアウターガス流量値の電位傾度の小さなガスが噴出する。

【0032】

時刻ｔ１から予め定めた遅延期間Ｔｄが経過した時刻ｔ２において、図１の所定期間信号ＴｉがＨｉｇｈレベルに変化する。これに応動して、同図（Ｂ）に示すように、アウターガス流量調整器を流れる流量Ｆcoは図１のアウターガス流量設定信号Ｆorによって定まる増加プリフローアウターガス流量値へと増加する。同時に、同図（Ｈ）に示すように、電磁弁ＭＢが開状態（Ｈｉｇｈレベル）に変化するので、アウターガス流量調整器を流れる流量Ｆcoは分流して、アウターガス及びインナーガスとして噴出する。この時点では、同図（Ｃ）に示すように、インナーガス流量調整器を流れる流量Ｆciは０である。この結果、同図（Ｄ）に示すように、アウターガス流量Ｆｏは分流した値のほぼ上記のプリフローアウターガス流量値となり、電位傾度の小さなガスが噴出する。また、同図（Ｅ）に示すように、インナーガス流量Ｆｉは分流した値のほぼ所望のプリフローインナーガス流量値となり、電位傾度の小さなガスが噴出する。

【0033】

時刻ｔ３において、図１のプリフロー期間信号ＴｐがＬｏｗレベルに変化すると、プリフロー期間が終了する。これに応動して、図１の溶接電源ＰＳは図１の電極１と母材２との間に高周波高電圧を印加する。そして、時刻ｔ３１において、アーク３が発生し、同図（Ｆ）に示すように、溶接電流Ｉｗの通電が開始する。そして、同図（Ｇ）に示すように、アーク発生信号ＡｄがＨｉｇｈレベルに変化する。同図（Ｄ）に示すアウターガス流量Ｆｏは上記のプリフローアウターガス流量値となり電位傾度の小さなガスが噴出し、同図（Ｅ）に示すインナーガス流量Ｆｉは上記のプリフローインナーガス流量値となり、電位傾度の小さなガスが噴出する。したがって、時刻ｔ２からの状態を維持することになる。

【0034】

時刻ｔ３１に同図（Ｇ）に示すアーク発生信号ＡｄがＨｉｇｈレベルに変化してから予め定めた初期期間が経過した時刻ｔ３２において、図１の所定期間信号ＴｉがＬｏｗレベルに変化する。これに応動して、同図（Ｂ）に示すように、アウターガス流量調整器を流れる流量Ｆcoは図１のアウターガス流量設定信号Ｆorによって定まる定常溶接期間アウターガス流量値となる。同時に、同図（Ｈ）に示すように、電磁弁ＭＢは閉状態（Ｌｏｗレベル）になる。この結果、同図（Ｄ）に示すように、アウターガス流量Ｆｏ＝Ｆcoとなり、定常溶接期間アウターガス流量値の電位傾度の小さなガスが噴出する。一方、同図（Ｃ）に示すように、インナーガス流量調整器を流れる流量Ｆciは図１のインナーガス流量設定信号によって定まる定常溶接期間インナーガス流量値となる。そして、同図（Ｅ）に示すように、インナーガス流量Ｆｉ＝Ｆciとなり、定常溶接期間インナーガス流量値の電位傾度の大きなガスに切り換わって噴出する。初期期間は、アーク３が発生して安定した状態になるまでの期間である。例えば、５００msに設定される。時刻ｔ３～ｔ３１の高周波高電圧が印加される期間は数十msから数百ms程度である。アーク発生のために、高周波高電圧の代わりに数ｋＶの高電圧パルスを印加するようにしても良い。このようにして溶接が開始される。

【0035】

時刻ｔ４において溶接作業者がトーチスイッチをオフ状態にすると、同図（Ａ）に示すように、溶接開始信号ＯｎはＬｏｗレベルに変化する。これに応動して、同図（Ｆ）に示すように、溶接電流Ｉｗの通電が停止する。これにより、アーク３が消弧するので、同図（Ｇ）に示すように、アーク発生信号ＡｄはＬｏｗレベルとなる。

【0036】

時刻ｔ４に溶接開始信号ＯｎがＬｏｗレベルに変化すると、図１のアフターフロー期間信号ＴａがＨｉｇｈレベルに変化する。これに応動して、同図（Ｂ）に示すように、アウターガス流量調整器を流れる流量Ｆcoは図１のアウターガス流量設定信号Ｆorによって定まるアフターフロー流量値へと増加する。同時に、同図（Ｈ）に示すように、電磁弁ＭＢが開状態（Ｈｉｇｈレベル）に変化するので、アウターガス流量調整器を流れる流量Ｆcoは分流して、アウターガス及びインナーガスとして噴出する。この時点では、同図（Ｃ）に示すように、インナーガス流量調整器を流れる流量Ｆciは０である。この結果、同図（Ｄ）に示すように、アウターガス流量Ｆｏは分流した所望のアフターフローアウターガス流量値となり、電位傾度の小さなガスが噴出する。また、同図（Ｅ）に示すように、インナーガス流量Ｆｉは分流した所望のアフターフローインナーガス流量値となり、電位傾度の小さなガスが噴出する。

【0037】

時刻ｔ５において、図１のアフターフロー期間信号ＴａがＬｏｗレベルに変化すると、同図（Ｂ）に示すように、アウターガス流量調整器を流れる流量Ｆcoは０となるので、同図（Ｄ）に示すように、アウターガス流量Ｆｏは０となり、アウターガスの噴出が停止する。同時に、同図（Ｈ）に示すように、電磁弁ＭＢは閉状態（Ｌｏｗレベル）に変化する。また、同図（Ｃ）に示すように、インナーガス流量調整器を流れる流量Ｆciは０のままであるので、同図（Ｅ）に示すように、インナーガス流量Ｆｉは０となり、インナーガスの噴出が停止する。アフターフロー時間は、７秒程度に設定される。

【0038】

上記の各パラメータの数値例を以下に示す。
溶接トーチＷＴ：インナ―ノズル内径５mm、アウターノズル内径１３mmの二重シールドノズルを備えた溶接トーチ
電極１：直径3.2mmのタングステン電極
母材２：板厚２．３mmの軟鋼の突き合わせ継手
溶接電流Ｉｗ：１５０Ａ、溶接速度：３０cm/min
プリフロー期間：３秒（アウターガスが噴出を開始してから２秒後にインナーガスの噴出が開始し、その１．１秒後にアークが発生する。）
アフターフロー期間：７秒

【0039】

以下に同図（Ｄ）に示すアウターガス流量Ｆｏ及び同図（Ｅ）に示すインナーガス流量Ｆｉの変化をまとめる。
（１）アウターガス流量Ｆｏ
（１１）時刻ｔ１～ｔ２の期間
電位傾度の小さなガス プリフローアウターガス流量値 １２l/min
（１２）時刻ｔ２～ｔ３２の所定期間
電位傾度の小さなガス 分流したほぼプリフローアウターガス流量値 １２l/min
（１３）時刻ｔ３２～ｔ４の定常溶接期間
電位傾度の小さなガス 定常溶接期間アウターガス流量値 １０l/min
（１４）時刻ｔ４～ｔ５のアフターフロー期間
電位傾度の小さなガス アフターフローアウターガス流量値 ９l/min
（２）インナーガス流量Ｆｉ
（２１）時刻ｔ１～ｔ２の期間
Ｆｉ＝０であり、インナーガスは噴出しない。
（１２）時刻ｔ２～ｔ３２の所定期間
電位傾度の小さなガス 分流したほぼプリフローインナーガス流量値 ４l/min
（１３）時刻ｔ３２～ｔ４の定常溶接期間
電位傾度の大きいガス 定常溶接期間インナーガス流量値 ５l/min
（２４）時刻ｔ４～ｔ５のアフターフロー期間
電位傾度の小さなガス アフターフローインナーガス流量値 ４l/min

【0040】

上述した本実施の形態によれば、インナーガスにはアウターガスよりも電位傾度の大きなガスを使用し、アウターガスにはインナーガスよりも電位傾度の小さなガスを使用し、溶接開始に際してインナーガス及びアウターガスのプリフローを行った後にアークを発生させて定常溶接期間に移行し、溶接終了に際してアークを消弧した後にインナーガス及びアウターガスのアフターフローを行って溶接を終了する２重シールドティグ溶接方法において、アフターフロー中のインナーガスは、アウターガスと同じガスを噴出させる。このようにすると、アフターフロー中はインナーガスとして電位傾度の小さなガスが噴出されるので、高価な電位傾度の大きなガスの消費量を少なくすることができる。アフターフローは電極及び溶融池を空気からシールドすることにあるので、この作用のためには電位傾度の小さなガスを噴出させれば十分である。これにより、ガスのランニングコストを軽減することができる。電位傾度の小さいガスはアルゴンであり、電位傾度の大きいガスはヘリウム、アルゴンとヘリウムとの混合ガス又はアルゴンと水素の混合ガスである。

【0041】

さらに好ましくは、本実施の形態によれば、アフターフロー中は、アウターガス用の電位傾度の小さなガスを分流させることによってインナーガスを噴出させる。このようにすると、アフターフロー中の電位傾度の小さなインナーガスを噴出させるための３個目のガスボンベを容易する必要がない。このために、溶接装置の設置及び管理が容易になる。

【0042】

さらに好ましくは、本実施の形態によれば、電位傾度の小さなガスの総流量を、アフターフロー中は定常溶接期間中よりも大きい値に設定する。電位傾度の小さなガスの総流量とは、図２の（Ｂ）に示すアウターガス流量調整器を流れる流量Ｆcoのことである。このようにすると、電位傾度の小さいガスを分流して噴出するときに、インナーガス及びアウターガスの流量が適正化されるので、アフターフロー中に十分なシールド性を確保することができる。

【0043】

さらに好ましくは、本実施の形態によれば、インナーガスは、アークが発生するまでの所定期間中はアウターガスと同じガスを噴出させる。このようにすると、アークが発生するまでの所定期間中はインナーガスとして電位傾度の小さなガスが噴出されるので、高価な電位傾度の大きなガスの消費量を少なくすることができる。アークが発生するまでの所定期間中のインナーガスを電位傾度の小さなガスにすると、アークの発生性及びアーク発生時の安定性を向上させることができる。そして、定常溶接期間中は、インナーガスに電位傾度の大きなガスを使用することで、溶け込みの深い溶接が可能となる。

【0044】

さらに、プリフローは、アウターガスを噴出させた後にインナーガスを噴出させている。このようにすると、アウターガスの噴出によって周囲をシールドされた状態でインナーガスの噴出が開始されるので、インナーガスが周囲の空気を巻き込むことがなくなり、定常状態に早期に収束させることができる。このために、本実施の形態では、アウターガス及びインナーガスの噴出を同時に開始する従来技術に比べて、プリフロー時間を５０％程度に短くすることができる。したがって、本実施の形態では、溶接開始時のプリフロー時間を短く設定しても十分なシールド性を確保することができるので、作業効率を高めることができ、高価な不活性ガスの消費量を減らすことができる。例えば、従来技術ではプリフロー期間を６秒程度に設定するひつようがあったが、本実施の形態では３秒程度に設定することができる。

【0045】

さらに、時刻ｔ１～ｔ２のアウターガスのみを噴出させる時間が時刻ｔ２～ｔ３のアウターガス及びインナーガスを噴出させる時間よりも長くなるように設定される。このようにすると、インナーガスが空気を巻き込むことをより確実に抑制することができるので、さらにプリフロー時間を短く設定することができる。

【0046】

上述した実施の形態においては、インナーガスに電位傾度の大きなガスを使用し、アウターガスに電位傾度の小さなガスを使用する場合について説明したが、逆に、インナーガスに電位傾度の小さなガスを使用し、アウターガスに電位傾度の大きなガスを使用するようにしても良い。この場合でも、アークが発生するまでの期間及びアフターフロー期間中は、電位傾度の小さなガスを分流してインナーガス及びアウターガスとして噴出させる。

【符号の説明】

【0047】

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
ＡＤ アーク発生判別回路
Ａｄ アーク発生信号
ＣＩ インナーガス流量調整器
ＣＯ アウターガス流量調整器
Ｆci インナーガス調整期を流れる流量
Ｆco アウターガス調整期を流れる流量
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
ＭＢ 電磁弁
ＯＮ 溶接開始回路
Ｏｎ 溶接開始信号
ＰＳ 溶接電源
ＴＡ アフターフロー期間回路
Ｔａ アフターフロー期間信号
ＴＩ 所定期間設定回路
Ｔｉ 所定期間信号
ＴＰ プリフロー期間回路
Ｔｐ プリフロー期間信号
ＷＴ 溶接トーチ

【図1】

【図2】