(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本の電極を並列させてなる電極構造体を有する多電極溶接トーチの上記２本の電極の先端が母材に同時にタッチするまで、母材に対し、上記溶接トーチを一旦離反させる工程と電極構造体を所要角度だけ回転させる工程と溶接トーチを再度接近させる工程とを繰り返して行わせるようにし、上記２本の電極が母材に同時にタッチしたことを確認した後、２本の電極に電圧を印加して溶接トーチを母材から所要量離反させることにより２本の電極から同時にアークを発生させるようにすることを特徴とする多電極溶接トーチのアークスタート方法。
【請求項２】
２本の電極を並列させてなる電極構造体を有する多電極溶接トーチに、該電極構造体を回転させる電極構造体回転機構を設け、且つ上記２本の電極に電圧を印加するための電圧設定器と、該電圧設定器による設定電圧に基づいてトーチ移動ユニットを駆動するようにさせる制御指令器と、上記２本の電極の母材への接触を個別に検知するタッチ検知器と、該両タッチ検知器からの出力を同時に受けたときに上記電圧制御器を作動させる比較演算器とを備え、更に、上記制御指令器に、該比較演算器が一方のタッチ検知器からの出力のみしか受けなかったときに、溶接トーチを母材から一旦離反させた後、電極構造体を回転させてから、再び溶接トーチを母材を接近させる動作を実行させるようにする機能を具備させた構成を有することを特徴とする多電極溶接トーチのアークスタート装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多電極溶接トーチのアークスタート方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
板材の如き部材を突き合わせて開先溶接を行う際に用いるＴＩＧ溶接トーチにおいて、近年、大電流を流せるようにして高速溶接を行うことができるように、電極を多電極構造としたものが開発されている。
【０００３】
図４（イ）（ロ）は、狭開先溶接用として開発された多電極構造のＴＩＧ溶接トーチ１を示すもので、細長平板状の絶縁板２の左右両側面部に、平溝３ａ，３ｂを長手方向に沿い設けると共に、これら平溝３ａ，３ｂに、それぞれ別電源に接続した帯板状の電極（タングステン電極）４ａ，４ｂを嵌入して、これら２本の電極４ａ，４ｂにより絶縁板２を挾持させるようにし、且つ上記絶縁板２の後端面と該後端面に当接配置した絶縁体製のワイヤガイド２ａとの境界部に溶接ワイヤ５を挿通させるようにしてなる扁平断面形状の電極構造体６を構成し、該電極構造体６の上部となる基端部側を、分割構造の給電コレット７及び該給電コレット７を保持するコレットボディ８を介してトーチ本体９に挿通支持させ、更に、上記電極構造体６の下端部となる先端部を、シールドガス１０を噴出させるガスカップ１１の先端から所要長さ突出させるようにした構成としてある。なお、上記給電コレット７は、絶縁板２を挟む位置で分割し、分割部に絶縁ブロック７ａを介在させた構成としてある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記多電極構造のＴＩＧ溶接トーチ１の場合、たとえば、図５（イ）に示す如き母材１２間に形成された開先１３を溶接するに当り、電極構造体６を開先１３内に挿入して母材１２との間にアークを発生させるときは、両電極４ａ，４ｂの先端（陰極点）が母材１２に同時にタッチさせることが必要となるが、開先１３形状の微妙なゆがみ等により、図５（ロ）や（ハ）に示す如く、いずれか一方の電極４ａ又は４ｂしかタッチしないことがあり、アークスタートが円滑に行われないことがある。
【０００５】
因に、２本の電極から同時にアークを発生させるやり方として、高周波スタート法があるが、この場合、マイコン化された制御装置等へのノイズによる誤動作の原因となる。
【０００６】
そこで、本発明は、母材への溶接時に、高周波を用いることなく、２本の電極から同時にアークを発生させることができるような多電極溶接トーチのアークスタート方法及び装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、２本の電極を並列させてなる電極構造体を有する多電極溶接トーチの上記２本の電極の先端が母材に同時にタッチするまで、母材に対し、上記溶接トーチを一旦離反させる工程と電極構造体を所要角度だけ回転させる工程と溶接トーチを再度接近させる工程とを繰り返して行わせるようにし、上記２本の電極が母材に同時にタッチしたことを確認した後、２本の電極に電圧を印加して溶接トーチを母材から所要量離反させることにより２本の電極から同時にアークを発生させるようにする多電極溶接トーチのアークスタート方法とし、又、２本の電極を並列させてなる電極構造体を有する多電極溶接トーチに、該電極構造体を回転させる電極構造体回転機構を設け、且つ上記２本の電極に電圧を印加するための電圧設定器と、該電圧設定器による設定電圧に基づいてトーチ移動ユニットを駆動するようにさせる制御指令器と、上記２本の電極の母材への接触を個別に検知するタッチ検知器と、該両タッチ検知器からの出力を同時に受けたときに上記電圧制御器を作動させる比較演算器とを備え、更に、上記制御指令器に、該比較演算器が一方のタッチ検知器からの出力のみしか受けなかったときに、溶接トーチを母材から一旦離反させた後、電極構造体を回転させてから、再び溶接トーチを母材を接近させる動作を実行させるようにする機能を具備させた構成を有する多電極溶接トーチのアークスタート装置とする。
【０００８】
溶接トーチを母材に接近させると、２本の電極の先端が母材に同時タッチしたか否かがタッチ検知器にて検知され、同時にタッチしない場合、比較演算器からの出力に基づく制御指令器からの指令で、トーチ移動ユニットが駆動されることにより溶接トーチが母材から一旦離反させられた後、電極構造体回転機構が駆動されることにより電極構造体が所要角度だけ回転させられ、更にトーチ移動ユニットが駆動されることにより溶接トーチが母材に対し接近させられる工程が繰り返される。
【０００９】
タッチ検知器の信号により２本の電極の先端が母材に同時にタッチしたことが確認されると、比較演算器からの指令で電圧制御器が作動させられることにより２本の電極に同時に電圧が印加され、続いて、制御指令器からの指令でトーチ移動ユニットが駆動され、溶接トーチが母材から所要距離だけ離反させられることによって、２本の電極の先端から同時アークが発生する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
図１及び図２は本発明の多電極溶接トーチのアークスタート装置の実施の一形態を示すもので、図４（イ）（ロ）に示したと同様な構成としてあるＴＩＧ溶接トーチ１において、電極構造体６を給電コレット７を介して保持するコレットボディ８を、トーチ本体９に対し回転自在に支持させるようにした構成とし、且つ上記トーチ本体９の上端面に突出位置するコレットボディ８の上端部外周に、大径のリングギヤ１６を取り付けると共に、該リングギヤ１６にピニオン１７を噛合させ、該ピニオン１７を、トーチ本体９の外側部に設置したモータ１８の駆動軸１８ａに取り付けて、モータ１８の駆動力をピニオン１７、リングギヤ１６を介しコレットボディ８に伝えて電極構造体６を回転できるようにした電極構造体回転機構１９を構成し、更に、上記モータ１８に回転角度検出器２０を取り付けて、該回転角度検出器２０の信号を後述するアークスタート制御装置２１の制御指令器２２へフィードバックできるようにする。
【００１２】
上記アークスタート制御装置２１は、図２に示す如く、２本の電極へ電圧を印加するための電圧制御器２３と、該電圧制御器２３による設定電圧に基づいてトーチ移動ユニット２４を駆動して母材に対するＴＩＧ溶接トーチ１の距離を保つようにさせる制御指令器２２とを備え、且つ電極構造体６の各電極４ａ，４ｂの母材への接触を個別に検知するタッチ検知器１５ａ，１５ｂと、該両タッチ検知器１５ａ，１５ｂからの出力を同時に受けたときに上記電圧制御器２３を作動させるようにする比較演算器１４とを備え、更に、上記制御指令器２２に、該比較演算器１４がいずれか一方のタッチ検知器１５ａ又は１５ｂの出力しか受けなかったときにトーチ移動ユニット２４を母材に対し離反方向へ駆動した後、モータ１８を一定角度だけ回転させてから、トーチ移動ユニット２４を母材に対し接近方向に駆動するようにさせる機能をもたせた構成としてある。
【００１３】
なお、上記タッチ検知器１５ａ，１５ｂは、電極４ａ，４ｂのパワーケーブルとアースとの間に微小電圧を掛けておき、電極４ａ，４ｂが母材にタッチすると、微小電圧が零になることによって検知できるようにしたものである。
【００１４】
図５に示す如き母材１２間に形成された開先１３を溶接する場合は、電極構造体６の２本の電極４ａ，４ｂの先端が開先１３の底部に同時にタッチするまで、開先１３の底部に対し、ＴＩＧ溶接トーチ１を一旦離反させる工程と、電極構造体６を回転させる工程と、ＴＩＧ溶接トーチ１を再び接近させる工程とを繰り返させるようにし、上記２本の電極４ａ，４ｂが開先１３の底部に同時にタッチしたことを確認した後、２本の電極４ａ，４ｂに電圧を印加してＴＩＧ溶接トーチ１を所要量離反させることにより、２本の電極４ａ，４ｂから同時にアークを発生させるようにし、以後、ＡＶＣ（ａｒｃ  ｖｏｌｔａｇｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ）を行わせるようにする。
【００１５】
図１、図２及び図３のフローを参照して詳述すると、先ず、制御指令器２２からの指令でトーチ移動ユニット２４を駆動してＴＩＧ溶接トーチ１を母材に接近させると、２本の電極４ａ，４ｂが母材に同時にタッチしたか否かがタッチ検知器１５ａ，１５ｂにて検知され、同時にタッチしない場合は、いずれか一方のタッチ検知器１５ａ又は１５ｂの出力信号のみが比較演算器１４に入力される。この場合、比較演算器１４の出力に基づき、制御指令器２２では、トーチ移動ユニット２４を駆動してＴＩＧ溶接トーチ１を一旦母材から遠避けた後、電極構造体回転機構１９のモータ１８を駆動して電極構造体６を一定角度だけ回転させ、更に、トーチ移動ユニット２４を駆動してＴＩＧ溶接トーチ１を母材に再度近付けるような指令を出し、同時タッチを検出するまで、上記工程を繰り返して行わせるようにする。
【００１６】
一方、タッチ検知器１５ａ，１５ｂの出力信号により２本の電極４ａ，４ｂの先端が母材に同時にタッチしたことが検知されると、比較演算器１４の出力信号で電圧制御器２３が作動させられることにより、２本の電極４ａ，４ｂに同時に電圧が印加され、続いて、電圧制御器２３による設定電圧に基づく制御指令器２２からの指令でトーチ移動ユニット２４が駆動されることにより、ＴＩＧ溶接トーチ１が母材から所要距離だけ離される。これによって、２本の電極４ａ，４ｂの先端から同時にアークが発生させられ、以後、ＡＶＣが実行される。
【００１７】
なお、上記実施の形態では、ＴＩＧ溶接トーチについて示したが、２本の消耗電極を並列させて電極構造体としてなるＭＩＧ溶接トーチであってもよいこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の多電極溶接トーチのアークスタート方法及び装置によれば、２本の電極を並列させてなる電極構造体を有する多電極溶接トーチの上記２本の電極の先端が同時に母材に同時にタッチするか否かをタッチ検知器で検知して、同時にタッチするまで、制御指令器からの指令でトーチ移動ユニットを駆動することにより、上記溶接トーチを母材から一旦離反させる工程と、電極構造体回転機構を駆動することにより上記電極構造体を回転させる工程と、トーチ移動ユニットを駆動することにより溶接トーチを再び母材に接近させる工程を繰り返して行わせるようにし、上記２本の電極が母材に同時にタッチしたことを確認した後、電圧制御器を作動させることにより２本の電極に同時に電圧を印加して溶接トーチを母材から離反させ、２本の電極から同時にアークを発生させるようにしてあるので、高周波スタート法の如く制御装置等へのノイズによる誤動作発生を防止でき、信頼性を向上させることができる、という優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多電極溶接トーチのアークスタート装置の実施の一形態を示すもので、ＴＩＧ溶接トーチの概略側面図である。
【図２】アークスタート制御装置のブロック図である。
【図３】図２のブロック図に基づくフローである。
【図４】ＴＩＧ溶接トーチの一例を示すもので、（イ）は概略側面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ方向拡大矢視図である。
【図５】ＴＩＧ溶接トーチのアークスタートを示すもので、（イ）は２本の電極の先端が母材に同時にタッチしている状態の概略図、（ロ）は一方の電極の先端のみが母材にタッチしている状態の概略図、（ハ）は他方の電極の先端のみが母材にタッチしている状態の概略図である。
【符号の説明】
１  ＴＩＧ溶接トーチ（溶接トーチ）
４ａ，４ｂ  電極
６  電極構造体
１２  母材
１４  比較演算器
１５ａ，１５ｂ  タッチ検知器
１９  電極構造体回転機構
２２  制御指令器
２３  電圧制御器
２４  トーチ移動ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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