(57)【要約】【課題】インサートチップに対する非消耗電極のセンタリングが可能であり、なお且つ、プラズマアーク溶接とＴＩＧ溶接とを切り替え自在に行うことが可能な溶接装置を提供する。【解決手段】被溶接物との間でアークを発生させる陰極としての非消耗電極２と、アークによって生じた被溶接物の溶融池に向かってガスを放出するトーチノズルとが取り付けられたトーチボディ４と、トーチノズルの周囲を囲んだ状態で、被加工物に対してプラズマアークを放出する陽極としてのインサートチップ５と、インサートチップ５の内側に非消耗電極２が位置した状態で、非消耗電極２のインサートチップ５に対する相対的な位置を調整する位置調整機構６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被溶接物との間でアークを発生させる陰極としての非消耗電極と、前記アークによって生じた被溶接物の溶融池に向かってガスを放出するトーチノズルとが取り付けられたトーチボディと、
前記トーチノズルの周囲を囲んだ状態で、前記被加工物に対してプラズマアークを放出する陽極としてのインサートチップと、
前記インサートチップの内側に前記非消耗電極が位置した状態で、前記非消耗電極の前記インサートチップに対する相対的な位置を調整する位置調整機構とを備える溶接装置。
【請求項２】
前記位置調整機構は、前記非消耗電極と直交する面内における第１の方向に前記トーチボディをスライド自在に支持する第１のスライド部と、前記非消耗電極と直交する面内における前記第１の方向と直交する第２の方向に前記トーチボディをスライド自在に支持する第２のスライド部とを有することを特徴とする請求項１に記載の溶接装置。
【請求項３】
前記位置調整機構は、前記非消耗電極と平行な第３の方向に前記トーチボディをスライド自在に支持する第３のスライド部を有することを特徴とする請求項２に記載の溶接装置。
【請求項４】
前記トーチボディを含むＴＩＧ溶接用トーチを備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の溶接装置。
【請求項５】
前記トーチボディに電力とガスとを供給するＴＩＧ溶接用電源装置を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の溶接装置。
【請求項６】
前記インサートチップは、冷却液が流れる流路を有し、
前記インサートチップに接続されて、前記流路内の冷却液を循環させる冷却装置を備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の溶接装置。
【請求項７】
前記インサートチップの先端から前記非消耗電極を突出させることによって、ＴＩＧ溶接用トーチとして機能することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属や非鉄金属などを母材として用いた構造物（被溶接物）の溶接には、従来よりＴＩＧ溶接（Tungsten Inert Gas welding）又はプラズマアーク溶接等のＧＴＡＷ（Gas Tungsten Arc welding）と呼ばれる非消耗電極式のガスシールドアーク溶接が用いられている。
【０００３】
ＴＩＧ溶接では、非消耗電極とトーチノズルとを備えるＴＩＧ溶接用トーチを使用し、非消耗電極（−）と被溶接物（＋）との間でアークを発生させて、このアークの熱により被溶接物を溶かして溶融池（プール）を形成しながら溶接が行われる。また、溶接中は電極の周囲を囲むトーチノズルからシールドガスを放出し、このシールドガスで大気（空気）を遮断しながら溶接が行われる。
【０００４】
これに対して、プラズマアーク溶接では、非消耗電極と、水冷のインサートチップ（拘束ノズルとも言う。）と、シールドキャップとを備えるプラズマアーク用トーチを使用し、非消耗電極とインサートチップとの間で電気的にプラズマ化されたプラズマガス（作動ガスとも言う。）を流す。このとき発生するプラズマ流（プラズマジェット）をインサートチップで絞り込み、インサートチップの内壁形状によるウォール効果（プラズマ流の気流の流れを安定させる効果）や、インサートチップを冷却することで得られるサーマルピンチ効果（プラズマ流を周囲から冷却することで緊縮し高温となる効果）を利用して、エネルギー密度が高められたプラズマアークを発生させる。また、プラズマアークは、シールドキャップから放出されるシールドガスによるサーマルピンチ効果を受けて更に絞り込まれる。
【０００５】
プラズマアーク溶接では、このようにエネルギー密度が高く、アーク形状が円柱状に絞り込まれたプラズマアークを熱源として溶接が行われる。また、プラズマアークには、移行型と非移行型とがある。移行型のプラズマアークは、非消耗電極（−）と被加工物（＋）との間で電流を流す方式であり、導電性の被加工物に対してのみ適用が可能である。一方、非移行型のプラズマアークは、非消耗電極（−）とインサートチップ（＋）との間で電流を流す方式であり、非導電性の被加工物に対しても適用が可能である。さらに、プラズマアークは、上述した溶接の用途に限らず、例えば、被加工物に対するロウ付けや、接合、切断、溶射、溶融炉などにも利用されている。
【０００６】
ところで、プラズマアークシステムが備えるプラズマアーク用トーチ及び電源装置は、ＴＩＧ溶接用システムが備えるＴＩＧ溶接用トーチ及び電源装置に比べて一般的に高価である。
【０００７】
そこで、本出願人は、ＴＩＧ溶接用トーチにアタッチメント（変換用アダプタキット）を取り付けることによって、ＴＩＧ溶接用トーチをプラズマアーク用トーチに変換し、非移行型のプラズマアークを安価且つ容易に利用できる非移行型のプラズマアークシステムを提案している（下記特許文献１を参照。）。
【０００８】
一方、プラズマアーク溶接では、インサートチップの先端からプラズマアークを真直ぐに放出させるため、インサートチップの内側にある非消耗電極の中心軸をインサートチップの中心軸と一致させておく必要がある。このため、従来のプラズマアーク用トーチでは、非消耗電極の位置を規制するセンタリングストーン（センタリング駒）を用いて、非消耗電極のセンタリング（中心出し）が行われている。
【０００９】
しかしながら、このようなセンタリングストーンは、複雑な構造を有しており、なお且つ高価である。したがって、プラズマアーク用トーチだけでなく、上述したアタッチメントを用いてＴＩＧ溶接用トーチをプラズマアーク用トーチに変換した場合でも、センタリングストーンを用いることなく、非消耗電極のセンタリングが行える構造が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１４１７６８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、インサートチップに対する非消耗電極のセンタリングが可能であり、なお且つ、プラズマアーク溶接とＴＩＧ溶接とを切り替え自在に行うことが可能な溶接装置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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
（１）  被溶接物との間でアークを発生させる陰極としての非消耗電極と、前記アークによって生じた被溶接物の溶融池に向かってガスを放出するトーチノズルとが取り付けられたトーチボディと、
前記トーチノズルの周囲を囲んだ状態で、前記被加工物に対してプラズマアークを放出する陽極としてのインサートチップと、
前記インサートチップの内側に前記非消耗電極が位置した状態で、前記非消耗電極の前記インサートチップに対する相対的な位置を調整する位置調整機構とを備える溶接装置。
（２）  前記位置調整機構は、前記非消耗電極と直交する面内における第１の方向に前記トーチボディをスライド自在に支持する第１のスライド部と、前記非消耗電極と直交する面内における前記第１の方向と直交する第２の方向に前記トーチボディをスライド自在に支持する第２のスライド部とを有することを特徴とする前記（１）に記載の溶接装置。
（３）  前記位置調整機構は、前記非消耗電極と平行な第３の方向に前記トーチボディをスライド自在に支持する第３のスライド部を有することを特徴とする前記（２）に記載の溶接装置。
（４）  前記トーチボディを含むＴＩＧ溶接用トーチを備えることを特徴とする前記（１）〜（３）の何れか一項に記載の溶接装置。
（５）  前記トーチボディに電力とガスとを供給するＴＩＧ溶接用電源装置を備えることを特徴とする前記（１）〜（４）の何れか一項に記載の溶接装置。
（６）  前記インサートチップは、冷却液が流れる流路を有し、
前記インサートチップに接続されて、前記流路内の冷却液を循環させる冷却装置を備えることを特徴とする前記（１）〜（５）の何れか一項に記載の溶接装置。
（７）  前記インサートチップの先端から前記非消耗電極を突出させることによって、ＴＩＧ溶接用トーチとして機能することを特徴とする前記（１）〜（６）の何れか一項に記載の溶接装置。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、インサートチップに対する非消耗電極のセンタリングが可能であり、なお且つ、プラズマアーク溶接とＴＩＧ溶接とを切り替え自在に行うことが可能な溶接装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る溶接装置の一構成例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す溶接装置の要部を拡大した断面図である。
【図３】図１に示す溶接装置の要部を拡大した断面斜視図である。
【図４】図１に示す溶接装置が備えるＴＩＧ溶接用トーチを示す平面図である。
【図５】図１に示す溶接装置のプラズマアーク溶接を行うときの状態を示す断面図である。
【図６】図１に示す溶接装置のＴＩＧ溶接を行うときの状態を示す断面図である。
【図７】図１に示す溶接装置を用いてキーホールＴＩＧ溶接を行ったときのビードの外観を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本発明の一実施形態として、例えば図１〜図６に示す溶接装置１について説明する。
なお、図１は、溶接装置１の構成を示す斜視図である。図２は、溶接装置１の要部を拡大した断面図である。図３は、溶接装置１の要部を拡大した断面斜視図である。図４は、溶接装置１が備えるＴＩＧ溶接用トーチを示す平面図である。図５は、溶接装置１のＴＩＧ溶接を行うときの状態を示す断面図である。図６は、溶接装置１のプラズマアーク溶接を行うときの状態を示す断面図である。
【００１６】
また、以下に示す図面では、ＸＹＺ直交座標系を設定し、Ｘ軸方向を溶接装置１の水平面内における第１の方向（前後方向）、Ｙ軸方向を溶接装置１の水平面内における第１の方向と直交する第２の方向（左右方向）、Ｚ軸方向を溶接装置１の水平面内と直交する第３の方向（上下方向）として、それぞれ示すものとする。
【００１７】
本実施形態の溶接装置１は、プラズマアーク溶接とＴＩＧ溶接とを切り替え自在に行うことが可能な自動溶接装置である。具体的に、この溶接装置１は、図１〜図３に示すように、被溶接物（図示せず。）との間でアークを発生させる陰極としての非消耗電極２と、アークによって生じた被溶接物の溶融池に向かってガスを放出するトーチノズル３とが取り付けられたトーチボディ４と、トーチノズル３の周囲を囲んだ状態で、被加工物に対してプラズマアークを放出する陽極としてのインサートチップ（通電ノズル）５と、インサートチップ５の内側に非消耗電極２が位置した状態で、非消耗電極２のインサートチップ５に対する相対的な位置を調整する位置調整機構６とを概略備えている。
【００１８】
トーチボディ４は、ＴＩＧ溶接用トーチを流用したものからなり、従来より使用されている汎用のＴＩＧ溶接用トーチを用いることもできる。本実施形態の溶接装置１は、このＴＩＧ溶接用トーチ（トーチボディ４）と接続されて、電力及びガス（プラズマガス又はシールドガス）の供給を行う電源装置として、ＴＩＧ溶接用電源装置を備えている。すなわち、本実施形態の溶接装置１では、ＴＩＧ溶接用トーチと共に、ＴＩＧ溶接用電源装置が流用可能となっている。
【００１９】
なお、本実施形態の溶接装置１では、一重ノズル構造のＴＩＧ溶接用トーチに限らず、二重ノズル構造のＴＩＧ溶接用トーチを使用することも可能である。また、電源装置については、上述したＴＩＧ溶接用電源装置を使用する場合に限らず、プラズマアーク用電源装置を使用することも可能である。
【００２０】
インサートチップ５は、例えば導電性の金属材料等を用いて概略円筒状に形成されている。また、インサートチップ５は、その先端側が拡径方向に突出されると共に、その先端部が第１の中心孔５ａに向かって絞り込まれた形状を有している。
【００２１】
インサートチップ５の中心部には、断面円形状の第１の中心孔５ａが設けられている。第１の中心孔５ａは、トーチノズル３の先端から突出された非消耗電極２を貫通させると共に、ガス（プラズマガス又はシールドガス）が流れる流路を形成している。
【００２２】
インサートチップ５は、下部本体部７と接続されている。下部本体部７は、例えば導電性の金属材料等を用いて概略円筒状に形成されている。また、下部本体部７の先端（下端）側には、この下部本体部７の内側に挿入されたインサートチップ５を固定する下部固定リング８が設けられている。
【００２３】
下部固定リング８は、例えば導電性の金属材料等を用いて概略円筒状に形成されると共に、その先端側に縮径方向に突出された爪部８ａを有している。一方、インサートチップ５の基端側の外周部には、拡径方向に突出されたフランジ部５ｂが設けられている。
【００２４】
下部固定リング８は、インサートチップ５を貫通させた状態で、インサートチップ５のフランジ部５ｂに爪部８ａを係止した状態で、下部本体部７の外周面に螺合により取り付けられている。これにより、インサートチップ５は、下部固定リング８を介して下部本体部７の先端（下端）側に固定されている。なお、インサートチップ５と下部本体部７との突き合わせ位置には、パッキンＰ１が設けられている。
【００２５】
下部本体部７には、冷却水（冷却液）Ｌが流れるウォータージャケット（水路）９が設けられている。また、下部本体部７の外周部には、ウォータージャケット９に冷却水Ｌを供給するための入側の接続部１０ａと、ウォータージャケット９から冷却水Ｌを排出するための出側の接続部１０ｂとが設けられている。
【００２６】
本実施形態の溶接装置１は、下部本体部７の接続部１０ａ，１０ｂと接続されて、この下部本体部７のウォータージャケット９内を流れる冷却水Ｌを循環させる冷却装置（図示せず。）を備えている。冷却装置については、特に限定されるものではなく、従来より公知のものを使用することができる。
【００２７】
下部本体７の先端側の外周部には、シールドキャップ１１が取り付けられている。シールドキャップ１１は、下部本体部７やインサートチップ５ほど熱の影響を受けないため、例えばステンレス鋼や銅合金などの金属材料や、セラミックスなどの絶縁材料等を用いて概略円筒状に形成されると共に、その先端部が内側に向かって絞り込まれた形状を有している。シールドキャップ１１は、下部本体部７の周囲を囲んだ状態で、下部本体部７の下端側の外周部に螺合により取り付けられている。
【００２８】
下部本体部７の内部には、プラズマガスが流れるガス流路（図示せず。）が設けられている。また、下部本体部７の外周部には、このガス流路にシールドガスを供給するためのガス接続部１２が設けられている。さらに、シールドキャップ１１の内側には、下部本体部７側のガス流路に連続してシールドガスが流れるガス流路１３が設けられている。
【００２９】
さらに、下部本体部７とシールドキャップ１１との間には、シールドキャップ１１から放出されるシールドガスを整流するガスレンズ１４ａと、シールドガスを拡散させるディフューザー１４ｂとが設けられている。ガスレンズ１４ａ及びディフューザー１４ｂは、金属製のメッシュ部材からなり、リング状に形成されて下部本体部７を挿通させた状態でシールドキャップ１１の内側にそれぞれ保持されている。なお、ガスレンズ１４ａ及びディフューザー１４ｂは、必ずしも必要なものではなく、不要な場合は省略することも可能である。
【００３０】
本実施形態の溶接装置１では、下部本体部７のガス接続部１２と接続されたガス供給装置（図示せず。）によって、シールドガスを供給することが可能となっている。なお、ガス供給装置としては、シールドガスが供給可能なものであればよく、例えば、ガスボンベや、工場内ガス供給設備、ガス発生装置（例えば、ＰＳＡガス発生装置）、ガス混合器など、何れも利用することが可能である。
【００３１】
下部本体部７は、上部本体部１５と接続されている。上部本体部１５は、例えば導電性の金属材料等を用いて概略円筒状に形成されている。また、下部本体部７の基端（上端）側には、この下部本体部７の内側に挿入された上部本体部１５を固定する上部固定リング１６が設けられている。
【００３２】
上部固定リング１６は、例えば金属材料や絶縁材料等を用いて概略円筒状に形成されると共に、その先端側に縮径方向に突出された爪部１６ａを有している。一方、上部本体部１５の外周部には、拡径方向に突出されたフランジ部１５ａが設けられている。
【００３３】
上部固定リング１６は、上部本体部１５を貫通させた状態で、上部本体部１５のフランジ部１５ａに爪部１６ａを係止した状態で、下部本体部７の外周面に螺合により取り付けられている。これにより、上部本体部１５は、インサートチップ５の基端部及び下部本体部７の基端部と突き合わされた状態で、上部固定リング１６を介して下部本体部７の基端（上端）側に固定されている。なお、下部本体部７と上部本体部１５との突き合わせ位置には、パッキンＰ２が設けられている。また、インサートチップ５と上部本体部１５との突き合わせ位置には、パッキンＰ３が設けられている。
【００３４】
上部本体部１５の中心部には、インサートチップ５の第１の中心孔５ａに連続して、この第１の中心孔５ａよりも拡径された断面円形状の第２の中心孔１５ｂと、この第２の中心孔１５ｂに連続して第２の中心孔１５ｂよりも拡径された断面円形状の第３の中心孔１５ｃとが、軸線方向に貫通して設けられている。
【００３５】
第２の中心孔１５ｂには、絶縁材料を用いて円筒状に形成された絶縁筒１７が挿入（嵌合）されている。一方、第３の中心孔１５ｃには、トーチノズル３が周方向に隙間を設けて挿入（遊嵌）されている。トーチノズル３の先端は、絶縁筒１７及び第２の中心孔１５ｂと第３の中心孔１５ｃとの間の段差面１５ｄに当接した状態となっている。なお、絶縁筒１７については、センタリングストーンに変更してもよく、インサートチップ５の内側にセンタリングストーンを配置してもよい。また、使用状況に応じて絶縁筒１７やセンタリングストーンを取り外して使用してもよい。
【００３６】
位置調整機構６は、非消耗電極２と直交する面内における第１の方向（Ｘ軸方向）にトーチボディ４をスライド自在に支持する第１のスライド部１８と、非消耗電極２と直交する面内における第１の方向と直交する第２の方向（Ｙ軸方向）にトーチボディ４をスライド自在に支持する第２のスライド部１９と、非消耗電極２と平行な第３の方向（Ｚ軸方向）にトーチボディ４をスライド自在に支持する第３のスライド部２０とを有している。
【００３７】
第１のスライド部１８及び第２のスライド部１９は、フレーム（固定部）２１に取り付けられたクロステーブルである。インサートチップ５は、フレーム２１に固定支持されている。一方、トーチボディ４は、クロステーブル（第１のスライド部１８及び第２のスライド部１９）を介して第１の方向と第２の方向とにスライド自在に支持されている。
【００３８】
本実施形態の溶接装置１では、この位置調整機構６によりトーチボディ４を含むＴＩＧ溶接用トーチを第１の方向と第２の方向とにスライドさせながら、インサートチップ５に対する非消耗電極２の中心出し（センタリング）を行うことができる。
【００３９】
第３のスライド部２０は、フレーム２１に支持されたリフト機構であり、ＴＩＧ溶接用トーチを保持している。ＴＩＧ溶接用トーチ（トーチボディ４）は、このリフト機構（第３のスライド部２０）を介して第３の方向にスライド（昇降）自在に支持されている。また、ＴＩＧ溶接用トーチ（トーチボディ４）のスライド（昇降）操作は、リフト機構のハンドル２０ａを回転操作することによって行うことができる。
【００４０】
本実施形態の溶接装置１では、この位置調整機構６によりトーチボディ４を含むＴＩＧ溶接用トーチを第３の方向にスライドさせながら、インサートチップ５の先端よりも非消耗電極２の先端を外側に突き出した状態としたり、インサートチップ５の先端よりも非消耗電極２の先端を内側に引き込んだ状態としたりすることが可能である。
【００４１】
なお、第１のスライド部１８、第２のスライド部１９及び第３のスライド部２０は、上述した構成に必ずしも限定されるものではなく、インサートチップ４に対してＴＩＧ溶接用トーチ（トーチボディ４）を第１、第２及び第３の方向にそれぞれスライド自在に支持するものであればよい。
【００４２】
本実施形態の溶接装置１は、被溶接物の溶融池に向かってフィラーワイヤーＷを送給するワイヤー狙いガイド２２と、被溶接物の溶接直後に形成される溶接ビードに対してアフターシールドガスを放出するアフターシールド機構２３とを備えている。
【００４３】
ワイヤー狙いガイド２２は、フィラーワイヤーＷを案内しながら、その先端側からフィラーワイヤーＷを送り出す送給ヘッド２２ａと、送給ヘッド２２ａの先端部に向かってフィラーワイヤーＷを送給するライナー（コンジットとも言う。）２２ｂとを有している。ワイヤー狙いガイド２２は、取付治具２４を介してフレーム２１に取り付けられている。
【００４４】
送給ヘッド２２ａは、その先端側がインサートチップ５の先端側に向かって延長されたノズル形状を有している。また、ワイヤー狙いガイド２２は、この送給ヘッド２２ａを回動自在に支持する回動機構２２ｃを有して、送給ヘッド２２ａの角度を調整可能としている。ライナー２２ｂは、ワイヤー送給装置（図示せず。）と接続されており、このワイヤー送給装置によってフィラーワイヤーを自動で送給することが可能となっている。
【００４５】
アフターシールド機構２３は、その先端側からアフターシールドガスを放出するアフターシールドノズル２３ａと、インサートチップ５の先端側から溶接線方向の後方側を覆うアフターシールドカバー２３ｂとを有している。アフターシールドノズル２３ａ及びアフターシールドカバー２３ｂは、取付治具２４を介してフレーム２１に取り付けられている。
【００４６】
アフターシールドノズル２３ａは、その先端側がインサートチップ５の先端側に向かって湾曲した形状を有している。アフターシールドカバー２３ｂは、内側に送給ヘッド２２ａ及びアフターシールドノズル２３ａを配置した状態で、インサートチップ５の先端側から溶接線方向の後方側を覆う形状を有している。なお、図１では、アフターシールドカバー２３ｂの一部を開放して示している。
【００４７】
本実施形態の溶接装置１では、アフターシールドノズル２３ａと接続されたガス供給装置（図示せず。）によって、アフターシールドガスを供給することが可能となっている。なお、ガス供給装置としては、アフターシールドガスが供給可能なものであればよく、例えば、ガスボンベや、工場内ガス供給設備、ガス発生装置（例えば、ＰＳＡガス発生装置）、ガス混合器など、何れも利用することが可能である。
【００４８】
なお、これらワイヤー狙いガイド２２及びアフターシールド機構２３は、本実施形態の溶接装置１において必ずしも必要な構成ではないため、不要な場合は省略することも可能である。また、その構造を適宜変更することが可能である。
【００４９】
以上のような構成を有する本実施形態の溶接装置１では、プラズマアーク溶接を行う際に、図５に示すように、インサートチップ５の先端よりも非消耗電極２の先端が内側に引き込んだ状態とする。
【００５０】
この状態で、インサートチップ５の先端からプラズマガスを放出しながら、陰極（−）としての非消耗電極２と、陽極（＋）としてのインサートチップ５との間で電気的にプラズマ化されたプラズマガスを流す。このとき発生するプラズマ流（プラズマジェット）をインサートチップ５で絞り込み、インサートチップ５の内壁形状によるウォール効果や、下部本体部７を冷却することで得られるサーマルピンチ効果を利用して、エネルギー密度が高められたプラズマアークを発生させる。また、プラズマアークは、インサートチップ５から放出されるプラズマガスによるサーマルピンチ効果を受けて更に絞り込まれる。これにより、エネルギー密度が高く、アーク形状が円柱状に絞り込まれたプラズマアークを熱源としてプラズマアーク溶接が行われる。
【００５１】
なお、プラズマガス及びシールドガスとしては、特に限定されるものではなく、例えばアルゴン（Ａｒ）や、ヘリウム（Ｈｅ）等の不活性ガスや、アルゴン（Ａｒ）に水素（Ｈ２）を添加した混合ガス、アルゴン（Ａｒ）にヘリウム（Ｈｅ）を添加した混合ガス等を用いることができる。さらに、不活性ガスに窒素（Ｎ２）を添加したものや可燃性ガスを用いることができる。また、シールドガスについては、例えば炭酸ガス（ＣＯ２）や、不活性ガスに酸素（Ｏ２）や炭酸ガス（ＣＯ２）等の酸化性ガスを添加したものや可燃性ガスを用いてもよい。
【００５２】
一方、本実施形態の溶接装置１では、ＴＩＧ溶接を行う際に、図６に示すように、インサートチップ５の先端よりも非消耗電極２の先端が外側に突き出した状態とする。
【００５３】
この状態で、インサートチップ５（ＴＩＧ溶接の場合は、インナー側のシールドノズルとなる。）の先端からインナー側のシールドガスとして、例えばアルゴン（Ａｒ）に水素（Ｈ２）を添加した混合ガスや、アルゴン（Ａｒ）にヘリウム（Ｈｅ）を添加した混合ガス等を放出しながら、非消耗電極２と被溶接物との間でアークを発生させて二重シールドＴＩＧ溶接が行われる。
【００５４】
以上のように、本実施形態の溶接装置１では、プラズマアーク溶接とＴＩＧ溶接とを切り替え自在に行うことが可能である。また、ＴＩＧ溶接用トーチと共に、ＴＩＧ溶接用電源装置を流用することによって、非移行型のプラズマアーク溶接を安価且つ容易に行うことが可能である。
【００５５】
なお、本実施形態では、上述した非移行型のプラズマアーク溶接に必ずしも限定されるものではなく、陰極（−）としての非消耗電極２と陽極（＋）としての被溶接物との間で電流を流す移行型のプラズマアーク溶接を行うことも可能である。
【００５６】
また、本実施形態の溶接装置１では、上述した位置調整機構６によって、インサートチップ５の内側に非消耗電極２が位置した状態で、非消耗電極２のインサートチップ５に対する相対的な位置調整を容易に行うことが可能である。
【００５７】
すなわち、本実施形態の溶接装置１では、第１のスライド部１８及び第２のスライド部１９を介してトーチボディ４（ＴＩＧ溶接用トーチ）を第１の方向と第２の方向とにスライドさせながら、このインサートチップ５に対する非消耗電極２の中心出し（センタリング）を精度良く、なお且つ容易に行うことが可能である。
【００５８】
また、本実施形態の溶接装置１では、第３のスライド部２０を介してトーチボディ４（ＴＩＧ溶接用トーチ）を第３の方向にスライドさせることによって、非消耗電極２の先端がインサートチップ５の先端よりも内側に引き込んだ状態と、非消耗電極２の先端がインサートチップ５の先端よりも外側に突き出した状態とに切り替えることができる。
【００５９】
これにより、非消耗電極２の先端がインサートチップ５の先端よりも内側に引き込んだ状態で、プラズマアーク溶接を行うことができる。一方、非消耗電極２の先端がインサートチップ５の先端よりも外側に突き出した状態で、ＴＩＧ溶接を行うことができる。
【００６０】
なお、ＴＩＧ溶接用電源装置を用いてプラズマアーク溶接を行う場合は、非消耗電極２の先端をインサートチップ５の先端よりも外側に突き出した状態から、プラズマアークが発生した後、非消耗電極２の先端をインサートチップ５の先端よりも内側に引き込んだ状態とすることが好ましい。これにより、ＴＩＧ溶接用電源装置を用いて、非移行型のプラズマアーク溶接を容易に実施することが可能である。
【００６１】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本実施形態の溶接装置１では、プラズマアーク用電源装置（溶接機）を用いてもよい。また、ＴＩＧ溶接用電源装置（溶接機）を用いた場合は、仕様は特に限定されることなく、１台で使用してもよく、複数台並列につないで使用してもよい。例えば、５００ＡのＴＩＧ溶接用電源装置（溶接機）を２台つなげば、１０００Ａ出力のＴＩＧ溶接用電源装置となる。また、ＴＩＧ溶接用トーチは、市販品を用いるが、専用のＴＩＧ溶接用トーチを使用してもよい。
【００６２】
また、本実施形態の溶接装置１では、インサートチップ５を非消耗電極２の冷却に使用してもよい。その場合は、インサートチップ５の穴径を非消耗電極２の外径と同じにする。又は、インサートチップ５の穴の内面に非消耗電極２を接触させることによって、この非消耗電極２を強制的に冷却することが可能である。これにより、高電流用のＴＩＧ溶接用トーチとして使用することが可能である。
【実施例】
【００６３】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【００６４】
本実施例では、実際に上記溶接装置１を用いて、下記の溶接条件によりキーホールＴＩＧ溶接を行った。また、上記溶接装置１を用いてキーホールＴＩＧ溶接を行ったときのビード（溶接線の裏ビード）の外観を図７の写真に示す。
【００６５】
＜溶接条件＞
・溶接機：ＷＰ−Ｔ５００Ｐ（ダイヘン株式会社製）  
・センターガス：アルゴンとヘリウムの混合ガス(組成：ヘリウム７％、残部アルゴン、流量：５Ｌ／ｍｉｎ）  
・アウターガス：アルゴンガス(組成：アルゴン１００％、流量２０Ｌ／ｍｉｎ）  
・非消耗電極径：φ４ｍｍ  
・インサートチップ径：φ６ｍｍ  
・インサートチップからの非消耗電極の突き出し長さ：５ｍｍ  
・溶接電流：ベース電流４０５Ａ、ピーク電流４６５Ａ  
・パルス周波数：９００Ｈｚ  
・溶接速度：５０ｃｍ／ｍｉｎ  
・被溶接材料：材質：ＳＵＳ３０４、厚み６ｍｍ（ビードオン）  
【００６６】
図７に示すように、上記溶接装置１を用いた場合、インサートチップ５に対する非消耗電極２の中心出し（センタリング）を容易に行うことができ、適切な溶接結果が得られた。
【００６７】
また、上記溶接装置１を用いた場合、プラズマ溶接以外にも、非消耗電極２をインサートチップ５の先端から突き出した状態とすることで、二重シールドＴＩＧ溶接によるキーホール溶接を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１…溶接装置  ２…非消耗電極  ３…トーチノズル  ４…トーチボディ（ＴＩＧ溶接用トーチ）５…インサートチップ（通電ノズル）  ６…位置調整機構  ７…下部本体部  ８…下部固定リング  ９…ウォータージャケット（水路）  １０ａ…入側の接続部  １０ｂ…出側の接続部  １１…シールドキャップ  １２…ガス接続部  １３…ガス流路  １４ａ…ガスレンズ  １４ｂ…ディフューザー  １５…上部本体部  １６…上部固定リング  １７…絶縁筒  １８…第１のスライド部  １９…第２のスライド部  ２０…第３のスライド部  ２１…フレーム  ２２…ワイヤー狙いガイド  ２３…アフターシールド機構  ２４…取付治具  Ｌ…冷却水（冷却液）  Ｗ…フィラーワイヤー
【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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【図６】
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【図７】
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