(57)【要約】      （修正有）【課題】  装置コストを大きくせずに実施可能で、溶接棒に対する負荷も極めて小さい溶接方法を具体化すること。【解決手段】  通常は、この用途においては、アーク溶接が用いられる。  アークの点弧のためには、最初に溶接棒２と溶接すべき母材６を接触させる。  これに対して、本発明は、溶接棒２と溶接すべき母材６との間に小さな間隔ｄを保ち、高周波電圧源７により不活性ガス雰囲気中で溶接棒２と溶接すべき母材６との間にアーク放電を起こし、それにより不活性ガスをイオン化することを意図している。これにより導電性区間が形成され、この導電性区間を通じてコンデンサ４がアーク内に放電することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接、特に電流の流れによる小及び極小溶接点の形成方法において、
溶接棒及び溶接すべき母材を準備する段階と、
間隙が小さくなるまで母材と溶接棒とを接近させる段階と、
母材と溶接棒との間でアーク放電が起こるように、不活性ガスを間隙内に案内し、母材と溶接棒との間に高周波電圧をかける段階と、
アークの形の溶接電流がアーク放電により形成されたイオン化不活性ガスのチャネルの中を流れるように、母材と溶接棒とを装荷コンデンサにより接続する段階と、
コンデンサを装荷する段階と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
不活性ガスとしてアルゴンが使用されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
まず不活性ガスが入れられ、その後に時間遅延で高周波電圧源のスイッチが入れられることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
高容量のコンデンサ（４）を備えたコンデンサ回路と高周波電圧源（７）からなり、一方の極（３）が溶接棒（２）に、他方の極（５）が溶接すべき母材（６）に接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の方法を実施するための装置。  
【請求項５】
さらに、不活性ガスを弁により制御して溶接棒（２）の前の領域内に案内するための手段を備えていることを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】
１回の開放信号により、不活性ガスを溶接棒（２）の前に案内するとともに、高周波電圧源（７）も起動するように調節されている制御装置（８）を有することを特徴とする請求項４又は５記載の装置。
【請求項７】
不活性ガスの供給が、溶接棒（２）用ホルダ（１）に固定されたノズル（２）を通じて行われることを特徴とする請求項４又は５記載の装置。
【請求項８】
高周波電圧源（７）が、直列にコンデンサ（４）に接続された２次コイル（２１）を備えた変圧器を有することを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項９】
溶接棒（２）と母材（６）との間の短絡を避けるために、コンデンサ回路が電子保護装置を有することを特徴とする請求項４〜８のいずれか一項記載の装置。
【請求項１０】
電子保護装置がコンデンサ回路内のヒューズ（１３）であることを特徴とする請求項９記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接方法、詳細には小及び極小溶接点の形成方法、及びその方法を実施するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の方法は欧州特許ＥＰ１２８３０８７Ａ２に記載されている。短時間流れる高電流により母材を溶接するために、母材はまず溶接棒と接触させられる。次に、母材と溶接棒には電圧がかけられ、それにより、電流回路が閉じられる。電圧をかけたすぐ後に、しかも短絡電流が発生する前に、溶接棒は自動的に母材から離される。これにより、アークが形成され、このアークが母材を溶接する。溶接棒が前以て母材に当てられていたので、溶接棒が母材と接触していた場所に定義された溶接点が形成される。
【０００３】
この方法は、溶接棒を確実に母材から引離す手段を備えなければならないので、装置コストが非常に高くなるという欠点を一方では有する。さらに、溶接棒には過剰な負荷がかかることになる。すなわち、原理的に電子短絡保護装置を組込むことができないので、溶接作業中に溶接棒と母材とが偶然に接触した場合は、溶接棒先端の融解又は焼失が起こる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の課題は、装置コストを大きくせずに実施可能で、溶接棒に対する負荷も極めて小さい方法を具体化することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、この課題の解決のために、本発明は、以下の段階、すなわち、
溶接棒及び溶接すべき母材を準備する段階と、
間隙が小さくなるまで母材と溶接棒とを接近させる段階と、
母材と溶接棒との間でアーク放電が起こるように、不活性ガスを間隙内に入れ、母材と溶接棒との間に高周波電圧をかける段階と、
アークの形の溶接電流がアーク放電により形成されたイオン化不活性ガスのチャネルの中を流れるように、母材と溶接棒とを装荷コンデンサにより接続する段階と、
コンデンサを装荷する段階と
を含む方法を提供する。
【０００６】
この方法は、溶接棒を引離すための高コストの手段が不要であるという利点を有する。それにもかかわらず、溶接点の位置は比較的正確に決定することができる。すなわち、高周波電圧により発生したアーク放電が溶接棒先端に対して比較的正確に母材に当たることができることが明らかになっている。
【０００７】
不活性ガスとしては、希ガス、特にアルゴンが使用される。アルゴンが好適であるのは、無酸素雰囲気を作り、イオン化が比較的簡単だからである。
【０００８】
溶接作業が実際に高不活性ガス雰囲気中で行われるようにするためには、まずガスを母材と溶接棒との間の間隙内に案内し、その後に始めて高周波電圧をかけるのが効果的である。
【０００９】
この方法を成功させるために、間隙の大きさをそれほど正確に守る必要はない。従って、母材を手動で溶接棒に接近させることもできるし、溶接棒を手動で母材に接近させることもできる。溶接棒の先端と母材との間隔は約０．５〜２ｍｍとすべきであろう。
【００１０】
本発明はさらにこの方法を実施するための装置にも関する。
【００１１】
この装置は、高容量のコンデンサと高周波電圧源とを備えたコンデンサ回路からなる。一方の極は溶接棒に、他方の極は１つの溶接すべき母材ないしは２つの相互に溶接すべき母材に接続されている。さらに、不活性ガスを弁により制御して溶接棒の前の領域内に案内するための手段も備えている。この装置はさらに、１回の開放信号により、不活性ガスを溶接棒の前に案内するとともに、高周波電圧源も起動するように調節されている制御装置を有する。
【００１２】
好ましくは、制御装置は、まず不活性ガスが入れられ、その後に時間遅延で高周波電圧源のスイッチが入れられるように調節されている。
【００１３】
好ましくは、不活性ガスの供給は、溶接棒用ホルダに固定されたノズルを通じて行われる。特に好適であるのが、溶接棒の先端に対して同軸配置されたリングノズルである。
【００１４】
高周波電圧源は、直列にコンデンサに接続された２次コイルを備えた変圧器を有する。この接続は容易に実現可能である。
【００１５】
さらに、溶接棒と母材との間の短絡を避けるために、コンデンサ回路は電子保護装置を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、実施形態に基づき、本発明についてさらに詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明による方法を実施するための装置の原理的構造を示したものである。ハンドピースとして、又は定置式に形成されたホルダ１のところに、例えばタングステン製の溶接棒２が存在している。この溶接棒２は、コンデンサ４を有する電流回路（コンデンサ回路）の一方の極３に接続されている。溶接作業のために十分な電気エネルギーを提供できるようにするために、コンデンサ４は高い容量を有する。
【００１８】
回路の他方の極５は母材６に接続される。コンデンサ回路内にはさらに高周波電圧源７が存在している。
【００１９】
コンデンサ回路は制御装置８により動作させられる。この制御装置はフットスイッチ９から開放信号を受取る。ハンドピース１のところにはさらに、弁１０を通じて不活性ガスタンク１１に接続されたノズル１２が存在している。不活性ガスとして通常はアルゴンが使用される。ノズル１２は溶接棒２の先端のすぐ近くに位置している。
【００２０】
コンデンサ回路内にはさらにヒューズ１３が存在しており、このヒューズは、母材６と溶接棒２との直接接触により起こる短絡の際に発生するような電流が流れた場合は回路を遮断するように調節されている。
【００２１】
溶接を行うために、溶接棒２の先端と溶接すべき母材６は小さな間隔ｄになるまで、すなわち、０．５〜２ｍｍになるまで接近させられる。この間隔は熟練した溶接工であれば手動で簡単に守ることができ、しかも、正確な値を守ることはこの方法にとって決定的に重要なことではない。通常は、作業領域を拡大してはっきりと示すことができるようにするために、ステレオ顕微鏡が使用され、それにより作業が簡単になる。
【００２２】
フットスイッチ９を入れることにより、溶接作業が開始される。制御装置８がまず弁１０を開き、その結果、不活性ガスがノズル１２を通じて、間隔ｄにより溶接棒２の先端と溶接すべき母材６との間に形成された間隙内に入れられる。間隙内には無酸素雰囲気が作られる。若干の遅延の後に、高周波電圧源７が起動される。その結果、溶接棒先端と溶接棒先端に対向する母材上の点との間に高電圧アーク放電が起こる。それにより、そこに存在する不活性ガスが部分的にイオン化し、これにより、導電性チャネルがイオン化ガスから形成される。
【００２３】
このチャネルは溶接棒２と母材６との間に導電性区間を形成し、その結果、コンデンサ４がこの区間を通じてアーク内に放電することができ、それにより、母材６が溶接される。この方法により、２つの母材を溶接により問題なく相互に結合することもできる。
【００２４】
従って、従来の技術とは異なり、アークは溶接棒２と母材６との始めての接触によってではなく、高周波アーク放電により形成される。
【００２５】
これにより、母材６と溶接棒２との直接接触により起こる短絡の際に発生するような電流が流れた場合、それ以上電流が流れないように回路を遮断するヒューズ１３により保護回路を実現することが可能になる。溶接棒の損傷がこれにより避けられる。かかる保護は従来の技術では不可能である。というのは、アークを発生させるためには、まず溶接棒と母材とを接触させることが不可欠だったからである。
【００２６】
溶接作業中に、コンデンサはほぼ完全に放電してしまう。従って、溶接作業の終了後にはコンデンサを必ず新たに充電しなければならない。
【００２７】
コンデンサ回路の電気的接続が図２に示してある。コンデンサ４を備えたコンデンサ回路２０内には、高周波電圧源７の２次コイル２１が存在している。回路には電子スイッチ２２により接続される。スイッチ２２はそのためにＭＯＳＦＥＴ−２１トランジスタを含む。コンデンサ４の容量の一般的な値は約１５０．０００μＦである。
【００２８】
コンデンサ４の充電のために、整流器２４とＴＲＩＡＣ充電調節器２５が後置接続された変圧器２３が備えられている。
【００２９】
溶接の一般的時間経過が図３に示してある。時点０において弁１０が不活性ガス供給のために開かれる。弁は時点Ｔまでの溶接作業期間全体にわたって開いており、これを直線３０により示すものとする。短い遅延Ｖ後の時点ｔ１において、電子スイッチ２２が−選択された調整に応じて−３〜９９ｍｓ間入れられる。この期間中に、放電中のコンデンサ４から供給されるアークが発生する。
【００３０】
図４には、期間ｔ１〜ｔ２における電流強度推移（曲線４０）が示してある。最初は電荷キャリアをアーク放電により形成しなければならないので、初期電流は最初は極めてわずかである。しかしそれは最大値Ｍまで上昇し、その後再び低下するが、一方、コンデンサは徐々に放電を行う。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による方法を実施するための装置の原理図。
【図２】電気配線図。
【図３】溶接の時間経過の概略図。
【図４】溶接中の電流強度推移を示すグラフ。
【符号の説明】
【００３２】
１：ホルダ（ハンドピース）
２：溶接棒
３：一方の極  
４：コンデンサ
５：他方の極
６：母材
７：高周波電圧源  
８：制御装置
９：フットスイッチ
１０：弁
１１：不活性ガスタンク
１２：ノズル
１３：ヒューズ
２０：コンデンサ回路
２１：２次コイル
２２：スイッチ
２３：変圧器
２４：整流器
２５：ＴＲＩＡＣ充電調節器
３０：直線
４０：曲線
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005254331.tif 000005
【図４】
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