(57)【要約】【課題】溶接アークの偏りを減少する磁界を形成するアーク溶接において、溶接電源とは別の磁界発生電流供給用電源を不要にし、磁界発生をアーク放電と同期させるための制御部も不要にする溶接装置及び方法を提供する。【解決手段】スタッド等の溶接装置１には、溶接アーク発生時に溶接部における溶接アークの偏りを減少する磁界を形成する磁界形成コイル１１が、母材７の溶接部にある溶接ヘッド３に隣接して配置される。溶接部に配置された磁界形成コイル１１は、溶接装置１の溶接電源部２から母材７に接続されている母材用電線１０の途中に直列に接続されている。溶接電源部２が磁界発生電流供給用電源としても用いられ、磁界の発生はアーク放電と同期している。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製のスタッド、ナット又は管状部材等の溶着部材を溶接部において母材にアーク溶接するため、溶接アーク発生時に前記溶接部における溶接アークの偏りを減少する磁界を形成する磁界形成コイルを前記溶接部に有する、スタッド等の溶接装置において、
前記溶接部の前記磁界形成コイルは、前記溶接装置の溶接電源部から前記母材に接続される母材用電線の途中に直列に接続されていることを特徴とする溶接装置。
【請求項２】
請求項１に記載の溶接装置において、前記母材用電線は、前記溶接電源部から前記母材に直接接続される第１母材用電線と、前記溶接電源部から前記溶接部の前記磁界形成コイルを経由して前記母材に接続される第２母材用電線とから成ることを特徴とする溶接装置。
【請求項３】
金属製のスタッド、ナット又は管状部材等の溶着部材を溶接部において母材にアーク溶接するスタッド等の溶接方法において、
溶接装置の溶接電源部から前記母材に接続された母材用電線を前記溶接部においてコイル形状に形成するステップを含み、溶接アーク発生時に溶接アークの偏りを減少する磁界を形成する磁界形成コイルを前記溶接電源部と前記母材との間に直列に設けることを特徴とする溶接方法。
【請求項４】
金属製のスタッド、ナット又は管状部材等の溶着部材を溶接ヘッドに保持して溶接部において母材にアーク溶接するため、溶接アーク発生時に前記溶接部における溶接アークの偏りを減少する磁界を形成する磁界形成コイルを前記溶接部に有する、スタッド等の溶接装置において、
前記溶接部の前記磁界形成コイルは、前記溶接装置の溶接電源部から前記溶接ヘッドに接続されるヘッド用電線の途中に直列に接続されていることを特徴とする溶接装置。
【請求項５】
請求項４に記載の溶接装置において、前記ヘッド用電線は、前記溶接電源部から前記溶接ヘッドに直接接続される第１ヘッド用電線と、前記溶接電源部から前記溶接部の前記磁界形成コイルを経由して前記溶接ヘッドに接続される第２ヘッド用電線とから成ることを特徴とする溶接装置。
【請求項６】
金属製のスタッド、ナット又は管状部材等の溶着部材を溶接ヘッドに保持して溶接部において母材にアーク溶接するスタッド等の溶接方法において、
溶接装置の溶接電源部から前記溶接ヘッドに接続されたヘッド用電線を前記溶接部においてコイル形状に形成するステップを含み、溶接アーク発生時に溶接アークの偏りを減少する磁界を形成する磁界形成コイルを前記溶接電源部と前記溶接ヘッドとの間に直列に設けることを特徴とする溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属製のスタッド、ナット又は管状部材等の溶着部材を溶接ヘッドに保持して溶接部において母材にアーク溶接するスタッド等の溶接に関し、詳細には、スタッド等の溶着部材をアーク溶接するため、溶接アーク発生時に溶接アークの偏りを減少する磁界を形成する磁界形成コイルを溶接部に有する、スタッド等の溶接装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属製のスタッド、ナット又は管状部材等の溶着部材を溶接ヘッドに保持して溶接部において母材にアーク溶接するため、溶接アーク発生時に溶接アークの偏りを減少する磁界を溶接部に形成する、スタッド等の溶接装置は知られている。特開平１−１９７０７２号公報（特許文献１）、特開平７−１９５１７６号公報（特許文献２）、特開平７−２５１２７０号公報（特許文献３）及び特開平１０−１２８５４３号公報（特許文献４）を参照されたい。これらの特許文献１〜４には、溶接部において磁界を形成する磁界形成コイルを設け、磁界によって溶接アークの偏りを減少して溶接アークを一様にし、安定した溶接を得る技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１−１９７０７２号公報
【特許文献２】
特開平７−１９５１７６号公報
【特許文献３】
特開平７−２５１２７０号公報
【特許文献４】
特開平１０−１２８５４３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特開平１−１９７０７２号公報（特許文献１）、特開平７−１９５１７６号公報（特許文献２）、特開平７−２５１２７０号公報（特許文献３）及び特開平１０−１２８５４３号公報（特許文献４）に記載の溶接装置では、磁界を発生するコイルに磁界発生電流を供給するための電源を溶接電源とは別に必要としており、更に、磁界発生電流の生成をアーク放電と同期するように制御するための制御部も必要とする。
【０００５】
従って、本発明の目的は、溶接アーク発生時に溶接アークの偏りを減少する磁界を形成するアーク溶接において、溶接電源とは別の磁界発生電流供給用電源を不要にするとともに、磁界発生をアーク放電と同期させるための制御部も不要にする、スタッド等の溶接装置及び方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、本発明は、金属製のスタッド、ナット又は管状部材等の溶着部材を溶接部において母材にアーク溶接するため、溶接アーク発生時に溶接部における溶接アークの偏りを減少する磁界を形成する磁界形成コイルを溶接部に有するスタッド等の溶接装置であって、溶接部の磁界形成コイルは、溶接装置の溶接電源部から母材に接続される母材用電線の途中に直列に接続されていることを特徴とする溶接装置を提供する。これによって、溶接電源が磁界発生電流供給用電源として用いられるので、溶接電源とは別の磁界発生電流供給用電源を不要にするとともに、磁界の発生はアーク放電にそのまま同期するので同期のための制御部も不要になる。
上記溶接装置において、母材用電線は、溶接電源部から母材に直接接続される第１母材用電線と、溶接電源部から溶接部の磁界形成コイルを経由して母材に接続される第２母材用電線とから成るようにしてもよい。
【０００７】
本発明は、スタッド等の溶着部材を溶接部において母材にアーク溶接するスタッド等の溶接方法であって、溶接装置の溶接電源部から母材に接続された母材用電線を溶接部においてコイル形状に形成するステップを含み、溶接アーク発生時に溶接アークの偏りを減少する磁界を形成する磁界形成コイルを溶接電源部と前記母材との間に直列に設けることを特徴とする溶接方法が提供される。これによっても、溶接電源とは別の磁界発生電流供給用電源が不要になり、磁界の発生をアーク放電に同期させるための制御部も不要になる。
【０００８】
本発明は、スタッド等の溶着部材を溶接ヘッドに保持して溶接部において母材にアーク溶接するため、溶接アーク発生時に溶接部における溶接アークの偏りを減少する磁界を形成する磁界形成コイルを溶接部に有する、スタッド等の溶接装置であって、溶接部の磁界形成コイルは、溶接装置の溶接電源部から溶接ヘッドに接続されるヘッド用電線の途中に直列に接続されていることを特徴とする溶接装置を提供する。これによっても、溶接電源とは別の磁界発生電流供給用電源が不要になり、磁界の発生をアーク放電に同期させるための制御部も不要になる。
上記溶接装置において、ヘッド用電線は、溶接電源部から溶接ヘッドに直接接続される第１ヘッド用電線と、溶接電源部から溶接部の磁界形成コイルを経由して溶接ヘッドに接続される第２ヘッド用電線とを包含してもよい。
【０００９】
本発明は、スタッド等の溶着部材を溶接ヘッドに保持して溶接部において母材にアーク溶接するスタッド等の溶接方法であって、溶接装置の溶接電源部から溶接ヘッドに接続されたヘッド用電線を溶接部においてコイル形状に形成するステップを含み、溶接アーク発生時に溶接アークの偏りを減少する磁界を形成する磁界形成コイルを溶接電源部と溶接ヘッドとの間に直列に設けることを特徴とする溶接方法を提供する。これによっても、溶接電源とは別の磁界発生電流供給用電源が不要になり、磁界の発生をアーク放電に同期させるための制御部も不要になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施例に係る溶接装置を示している。実施例における溶接装置はスタッドボルトやＴスタッド等の金属製スタッドを金属パネル等の母材に溶接するスタッド溶接装置を用いているが、金属製ナットや管状部材等の他の溶着部材をアーク溶接する溶接装置であってもよい。また、実施例におけるスタッド溶接装置は、パイロットアークと呼ばれる小さなアークを先に生成し、そのパイロットアークによってアーク溶接のためのメインアークを引出す、いわゆるドローンアーク式スタッド溶接装置である。図１において、スタッド溶接装置１は、溶接電源部２と溶接ヘッド３を包含する。溶接電源部２は、本体ハウジング５の中に収容されている。溶接ヘッド３には、スタッドボルト等の溶着部材としてのスタッド６が保持され、母材７の所定の溶接部に溶着される。溶接ヘッド３と母材７には、溶接電源部２からアーク放電のために電線又は電源ケーブル（本願において、電源ケーブルも含めて電線と呼ぶ）が接続される。溶接電源部２と溶接ヘッド３を接続するのはヘッド用電線９であり、溶接電源部２と母材７を接続するのは母材用電線１０である。
【００１１】
第１実施例において、溶接ヘッド３のスタッド６が位置決めされる溶接部の位置に、母材用電線１０の途中に磁界形成コイル１１が母材用電線１０に直列に接続されている。磁界形成コイル１１は、特開平１−１９７０７２号公報（特許文献１）、特開平７−１９５１７６号公報（特許文献２）、特開平７−２５１２７０号公報（特許文献３）、特開平１０−１２８５４３号公報（特許文献４）等に示されるように、溶接部において磁界を形成し、その磁界によって溶接アークの偏りを減少して溶接アークを一様にし、安定した溶接を得るものである。この磁界形成コイル１１は、１つのやり方では、溶接電源部２から母材７に接続される母材用電線１０の一部を溶接部においてコイル形状に巻回することによって得ることができる。別のやり方では、磁界形成コイル１１を母材用電線１０とは別に作っておき、その磁界形成コイル１１を溶接部に配置して母材用電線１０の途中に直列に接続してもよい。いずれのやり方でも、溶接電源部２から母材７に接続された母材用電線１０を溶接部においてコイル形状にした磁界形成コイル１１とすることができる。このように、磁界形成コイル１１が母材用電線１０に直列に接続されるので、溶接アークを生成するための電流が磁界形成コイル１１に溶接アークの生成に同期して流れるので、溶接電源とは別の磁界発生電流供給用電源を不要にするだけでなく、磁界の発生はアーク放電にそのまま同期するので同期のための制御部も不要になる。
【００１２】
図２は、本発明の第２の実施例を示している。この実施例は、図１の第１実施例とほぼ同じであるが、母材用電線が、溶接電源部２から母材７に直接接続される第１母材用電線１３と、溶接電源部２から溶接部の磁界形成コイル１１を経由して母材７に接続される第２母材用電線１４とから成る点で違っている。磁界形成コイル１１の形成のやり方は、第１実施例と同じようにできる。また、磁界形成コイル１１は、溶接部において磁界を形成して溶接アークの偏りを減少し、安定した溶接を得る。従って、第２母材用電線１４の磁界形成コイル１１には、溶接アークの生成に同期して電流が流れるので、溶接電源とは別の磁界発生電流供給用電源を不要にするだけでなく、磁界の発生はアーク放電にそのまま同期するので同期のための制御部も不要になる。この第２実施例は、従来の溶接電源部２から母材７へ電流を供給する第１母材用電線１３を持つ従来の溶接装置に、磁界形成コイル１１とその両端子に第２母材用電線１４が設けられたものを、溶接電源部２と母材７との間に付加してコイル１１を溶接部に配置したものである。すなわち、この実施例では、従来の溶接装置への改変を最小限にできる。
【００１３】
図３は、本発明の第３の実施例を示している。図３において、第１実施例と同様に、スタッド溶接装置１は、本体ハウジング５に収容された溶接電源部２と母材７の溶接部においてスタッド６を保持して溶接する溶接ヘッド３を包含する。溶接電源部２と溶接ヘッド３を接続するのはヘッド用電線９であり、溶接電源部２と母材７を接続するのは母材用電線１０である。この実施例において、溶接ヘッド３のスタッド６が位置決めされる溶接部の位置に、ヘッド用電線９の途中に磁界形成コイル１５がヘッド用電線９に直列に接続されている。この磁界形成コイル１５は、図１の第１実施例のものと同じであり、溶接部において磁界を形成し、その磁界によって溶接アークの偏りを減少して溶接アークを一様にし、安定した溶接を得るものである。磁界形成コイル１５は、１つのやり方では、溶接電源部２から溶接ヘッド３に接続されるヘッド用電線９の一部を溶接部においてコイル形状に巻回することによって得ることができる。他のやり方では、磁界形成コイル１５をヘッド用電線９とは別に作っておき、その磁界形成コイル１５を溶接部に配置してヘッド用電線９の途中に直列に接続してもよい。いずれのやり方でも、溶接電源部２から溶接ヘッド３に接続されたヘッド用電線９を溶接部においてコイル形状にした磁界形成コイル１５とすることができる。この磁界形成コイル１５によっても、ヘッド用電線９の溶接アークを生成するための電流が、磁界形成コイル１５に溶接アークの生成に同期して流れるので、溶接電源とは別の磁界発生電流供給用電源を不要にするだけでなく、磁界の発生はアーク放電にそのまま同期するので同期のための制御部も不要になる。
【００１４】
図４は、本発明の第４の実施例を示している。この実施例は、図３の第３実施例とほぼ同じであるが、ヘッド用電線が、溶接電源部２から溶接ヘッド３に直接接続される第１ヘッド用電線１７と、溶接電源部２から溶接部の磁界形成コイル１５を経由して溶接ヘッド３に接続される第２ヘッド用電線１８とから成る点で違っている。磁界形成コイル１５の形成のやり方は、第３実施例と同じようにできる。この磁界形成コイル１５は、溶接部において磁界を形成して溶接アークの偏りを減少し、安定した溶接を得る。従って、第２ヘッド用電線１８の磁界形成コイル１５には、溶接アークの生成に同期して電流が流れるので、溶接電源とは別の磁界発生電流供給用電源を不要にするだけでなく、磁界の発生はアーク放電にそのまま同期するので同期のための制御部も不要になる。この第４実施例は、従来の溶接電源部２から溶接ヘッド３へ電流を供給する第１ヘッド用電線１７を持つ従来の溶接装置に、磁界形成コイル１５とその両端子から第２ヘッド用電線１８が延びるものを、溶接電源部２と溶接ヘッド３との間に付加し、その磁界形成コイル１５を溶接部に配置したものである。すなわち、従来の溶接装置への改変を最小限にできる利点がある。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、溶接電源が磁界発生電流供給用電源として用いられるので、溶接電源とは別の磁界発生電流供給用電源を不要にするとともに、磁界の発生はアーク放電時の電流を利用するので、アーク放電にそのまま同期し、同期のための制御部も不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る溶接装置のブロック図である。
【図２】本発明の第２実施例に係る溶接装置のブロック図である。
【図３】本発明の第３実施例に係る溶接装置のブロック図である。
【図４】本発明の第４実施例に係る溶接装置のブロック図である。
【符号の説明】
１  スタッド溶接装置
２  溶接電源部
３  溶接ヘッド
５  本体ハウジング
６  スタッド
７  母材
９  ヘッド用電線
１０  母材用電線
１１  磁界形成コイル
１３  第１母材用電線
１４  第２母材用電線
１５  磁界形成コイル
１７  第１ヘッド用電線
１８  第２ヘッド用電線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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