(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長平板状の絶縁板を、それぞれ別電源に接続した帯板状の電極で両側から挾持し、且つ上記絶縁板の電極位置から離れた後方位置に溶接ワイヤを通すようにしてなる電極構造体を有する溶接トーチを、上記両電極が上下に並ぶように横向きに配置して、横向き開先内に電極構造体の先端部を挿入し、上側に位置する電極への印加電流が下側に位置する電極への印加電流よりも小さくなるように制御した状態として上記開先を溶接して行くことを特徴とする開先溶接方法。
【請求項２】
細長平板状の絶縁板を、それぞれ別電源に接続した帯板状の電極で両側から挾持し、且つ上記絶縁板の電極位置から離れた後方位置に溶接ワイヤを通すようにしてなる電極構造体を有する溶接トーチを、上記両電極が横に並ぶように下向きに配置して、溶接面が上側となるレ型開先内に電極構造体の先端部を挿入し、レ型開先の垂直壁側に位置する電極への印加電流が反対側に位置する電極への印加電流よりも大きくなるように制御した状態として上記開先を溶接して行くことを特徴とする開先溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多電極構造とした電極構造体を有する溶接トーチを用いて行う開先溶接方法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】
上記多電極構造とした溶接トーチのうち、狭開先用として開発されたものは、図４（イ）（ロ）に一例を示す如く、細長平板状の絶縁板１の両側面部に、平溝２ａ，２ｂを長手方向に沿い設けると共に、これら平溝２ａ，２ｂに、それぞれ帯板状の電極（タングステン電極）３ａ，３ｂを嵌入して、両電極３ａ，３ｂにより絶縁板１を挾持させるようにし、且つ上記絶縁板１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１ａとの境界部に溶接ワイヤ４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５を構成し、該電極構造体５を、給電コレット６を介してトーチ本体７に支持させると共に、該電極構造体５の先端部を、シールドガス８を噴出させるガスカップ９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。１０はワイヤ給電ケーブルを示す。
【０００４】
上記溶接トーチＩを用いて、たとえば、図５に示す如き厚板１１間に形成された横向き開先１２を横向き溶接する場合には、両電極３ａ，３ｂが上下に並ぶように溶接トーチＩ全体を横向きに配置して、横向き開先１２内に電極構造体５の先端部を挿入し、両電極３ａ，３ｂに電流を印加して横向き開先１２に沿わせて移動させて行くようにするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図５に示すように横向き開先１２の溶接を行うと、溶融金属１３には重力が作用することから、特に、１層１パスの場合、横向き開先１２の上壁１２ａ側にアンダーカット部１４が生じると共に、下壁１２ｂ側に溶融金属１３の垂れ下がりによるオーバーラップ部１５が生じることになり、平滑なビードが形成されなくなってしまうという問題が惹起される。
【０００６】
又、溶接面が上側となる開先を下向き溶接する場合において、該開先がレ型の場合にも、開先の幅方向で溶融金属の偏りが発生し、やはり平滑なビードが形成されなくなってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、横向き開先や溶接面が上側となるレ型開先を多電極構造とした電極構造体を有する溶接トーチにより溶接する場合において、平滑なビードを形成することができるような開先溶接方法を提供しようとするものである。
【０００８】
【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、細長平板状の絶縁板を、それぞれ別電源に接続した帯板状の電極で両側から挾持し、且つ上記絶縁板の電極位置から離れた後方位置に溶接ワイヤを通すようにしてなる電極構造体を有する溶接トーチを、上記両電極が上下に並ぶように横向きに配置して、横向き開先内に電極構造体の先端部を挿入し、上側に位置する電極への印加電流が下側に位置する電極への印加電流よりも小さくなるように制御した状態として上記開先を溶接して行くようにする開先溶接方法とする。
【０００９】
横向き開先溶接において、上側に位置する電極への印加電流を小さく、又、下側に位置する電極への印加電流を大きくすると、両電極から発生するアークは斜め下向き指向となることから、開先の上壁側にアンダーカット部が形成されないようにすることができると共に、上側から流下してくる溶融金属をアークで押し広げてオーバーラップ部が形成されないようにすることができる。したがって、溶接ビードを平滑なものとすることができる。
【００１０】
又、上記溶接トーチを、上記両電極が横に並ぶように下向きに配置して、溶接面が上側となるレ型開先内に電極構造体の先端部を挿入し、該レ型開先の垂直壁側に位置する電極への印加電流が反対側に位置する電極への印加電流よりも大きくなるように制御した状態として上記開先を溶接して行く開先溶接方法とした場合は、両電極から発するアークが垂直壁側へ向けて指向するので、垂直壁側に盛り上がろうとする溶融金属をアークで押し広げることができる。
【００１１】
【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。
【００１２】
図１及び図２は本発明の実施の一形態を示すもので、横向き開先への適用例について示す。
【００１３】
本発明では、図４（イ）（ロ）に示したと同様な構成としてある溶接トーチＩを採用し、且つ該溶接トーチＩは、電極３ａ，３ｂにそれぞれ別電源によって個々別々にパルス電流を印加できるようにし、そのパルス周波数、パルス位相及びピーク・ベース電流の設定値の組み合わせは図示しない制御器によって任意に調整できるものとし、更に、溶接ワイヤに流す電流は、電極３ａと同期制御又は電極３ｂと同期制御及び独立して周波数制御できるものとする。
【００１４】
図１に示す如く、厚板１１間に形成された横向き開先１２を横向き溶接する場合、上記溶接トーチＩを、両電極３ａ，３ｂが上下に並ぶように横向きに配置して、上記横向き開先１２内に電極構造体５の先端部を挿入し、図上上側に位置する電極３ａへの印加電流が下側に位置する電極３ｂへの印加電流よりも小さくなるように制御した状態として、上記開先１２を長手方向に沿い１層１パスで多層に溶接して行くようにする。
【００１５】
上記電極３ａ，３ｂへの印加電流としては、図２に示す如く、パルス電流とし、その平均電流（破線で示す）によって高低を設定するようにする。又、溶接ワイヤ（図４（ロ）参照）は本実施の形態では、電極３ａへの印加電流に同期させてある。
【００１６】
上側の電極３ａの電流値を低く、又、下側の電極３ｂの電流値を相対的に高く設定すると、電極３ａの陰極点（先端）から発生したアークが電極３ｂの陰極点から発生したアーク側に偏向することになって、アーク全体としては下向き指向となるため、開先１２の上壁１２ａ側にはアンダーカット部が形成されなくなり、又、重力によって上側から流下してくる溶融金属１３を強いアークで押し広げるように制御することができるため、開先１２の下壁１２ｂ側にはオーバーラップ部が形成されなくなり、したがって、上記各電極３ａ，３ｂへの電流値を適切に制御することにより、平滑なビードを得ることができ、溶接精度を高めることができる。
【００１７】
次に、図３は本発明の他の実施例を示すもので、溶接面が上側となるレ型開先への適用例について示す。すなわち、溶接トーチＩを、両電極３ａ，３ｂが横に並ぶように下向きに配置して、厚板１７間に形成されたレ型開先１６内に電極構造体５の先端部を挿入し、レ型開先１６の垂直壁（角度の小さい面）１６ａ側に位置する電極３ａへ印加電流が反対側の傾斜壁１６ｂ側に位置する電極３ｂへの印加電流よりも大きくなるように制御した状態として上記レ型開先１６を長手方向に沿い１層１パスで多層に溶接して行くようにする。
【００１８】
レ型開先１６を溶接する場合、単純に電極３ａ，３ｂに同電流を流すと、その開先形状のアンバランスから、溶融金属１３は垂直壁１６ａ側で盛り上がることになるが、垂直壁１６ａ側に位置する電極３ａへの印加電流を大きくしてアークを垂直壁１６ａ側方向へ指向させると、上記盛り上がろうとする部分がアークで押し広げられ、その流れが制御されるため、溶接トーチＩを傾けることなく充分な溶け込みを得ることができる結果、平滑なビードを得ることができる。
【００１９】
なお、上記実施の形態では、パルス電流を用いた場合を示したが、パルスのない一定電流（非パルス電流）を用いるようにしてもよいこと、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。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の開先溶接方法によれば、次の如き優れた効果を発揮する。
(1) 細長平板状の絶縁板を、それぞれ別電源に接続した帯板状の電極で両側から挾持し、且つ上記絶縁板の電極位置から離れた後方位置に溶接ワイヤを通すようにしてなる電極構造体を有する溶接トーチを、上記両電極が上下に並ぶように横向きに配置して、横向き開先内に電極構造体の先端部を挿入し、上側に位置する電極への印加電流が下側に位置する電極への印加電流よりも小さくなるように制御した状態として上記開先を溶接して行くようにするので、横向き開先の上壁側にアンダーカット部を、又、下壁側にオーバーラップ部を形成させないようにすることができて、平滑なビードを得ることができ、したがって、溶接精度を向上させることができる。
(2) 細長平板状の絶縁板を、それぞれ別電源に接続した帯板状の電極で両側から挾持し、且つ上記絶縁板の電極位置から離れた後方位置に溶接ワイヤを通すようにしてなる電極構造体を有する溶接トーチを、上記両電極が横に並ぶように下向きに配置して、溶接面が上側となるレ型開先内に電極構造体の先端部を挿入し、レ型開先の垂直壁側に位置する電極への印加電流が反対側に位置する電極への印加電流よりも大きくなるように制御した状態として上記開先を溶接して行くようにすることによって、レ型開先の垂直壁側に盛り上がろうとする溶融金属の流れを制御することができ、トーチを傾斜させることなく平滑なビードを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の開先溶接方法の実施の一形態を示す概略図である。
【図２】２つの電極と溶接ワイヤに印加する電流の波形の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す概略図である。
【図４】多電極構造としたＴＩＧ溶接トーチの一例を示すもので、（イ）は全体の概要図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ方向拡大矢視図である。
【図５】図４に示すＴＩＧ溶接トーチを用いて横向き開先溶接を行っている状態の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
Ｉ  ＴＩＧ溶接トーチ
１  絶縁板
３ａ，３ｂ  電極
４  溶接ワイヤ
５  電極構造体
１２  横向き開先
１３  溶融金属
１６  上向きレ型開先
１６ａ  垂直壁
【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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