JP2953286B2 - 薄板の電極回転式ｔｉｇ溶接方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄板の重ね溶接に関
し、上板及び下板側の母材を溶融させることでビードを
形成するＴＩＧ溶接方法において、薄板の重ね部に形成
される溶接線を自動的に検出し溶接線に対して適正位置
でトーチを倣わせ、ビード表面形状が良好でかつ広幅・
浅溶込み溶接部を形成する薄板の電極回転式ＴＩＧ溶接
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、薄板の重ね溶接における溶接線へ
のトーチの追従は作業者の手動操作によるか、或いは高
価ではあるがその検出に接触式センサを用いたり、光学
式センサによる複雑な画像処理方式を採用していた。溶
接の自動化を図るためには前記した後２者の方式が必要
となるが、いずれにせよトーチのほかに他にセンサとい
う固有の機器をトーチ近傍に設ける必要があるため、検
出位置と制御対象位置との間に寸法的な制約で一定の間
隔が生じていた。そのため、その間隔に応じた時間差を
与えてトーチ位置を制御する必要があり、複雑な割りに
は精度に限度のある制御しか実施できなかった。別体と
してのセンサを用いることなく且つ精度的に優れた溶接
線倣い方法として溶接アーク自体をセンサとしたアーク
センサ開先線倣い方法が「特公昭６１−１７５９１号公
報」に開示されている。このアークセンサ開先線倣い方
法は開先内でのトーチ揺動によるアーク特性の変化を、
揺動の幅中心を基準として左・右の揺動の半周期とにつ
いて時間積分後比較し、その両者が等しくなるように、
即ちその両者の差が零になるようにトーチ揺動中心を移
動制御することにより開先線倣いを達成するものであ
る。しかし、薄板の重ね溶接部の溶接線のような一方の
開先が存在しない継手に対しては適用できないという欠
点があった。また、「特公平１−４８７５号公報（特開
昭５７−９１８７７号公報）」に開示された方法におい
ても、電極回転による場合の開先倣い方法が開示されて
いるが前述のように開先が存在する場合についてのみ適
用が可能であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】溶接の自動化を図るた
めには、溶接中に時々刻々へ変化する溶接線の二次元的
なズレに対してトーチ位置を自動的に制御するために開
先検出センサ及び検出センサによるトーチ位置移動調整
機構が必要である。従来、薄板の重ね溶接における溶接
線へのトーチの追従は溶接作業者の操作によるか、溶接
の自動化を図るためには高価ではあるがその検出に接触
式センサを用いたり、光学式センサによる複雑な画像処
理方式を採用することが必要となるが、いずれにせよト
ーチのほかに他のセンサという固有の機器をトーチ近傍
に設ける必要があり、検出位置と制御対象位置との間に
寸法的な制約で一定の間隔があり、その間隔に応じた時
間差を与えてトーチ位置を制御する必要があり、複雑な
割には精度に限界のある制御しか実施できないという問
題点があった。また、薄板の重ね溶接において、溶加材
を用いないで上板及び下板側の母材を溶融させることで
ビードを形成するＴＩＧ溶接やプラズマ溶接等の非消耗
電極アーク溶接方法において良好または要求されるビー
ド表面形状を得るためには、トーチの狙い位置を常に適
正位置に保持しなければならないものであった。

【０００４】本発明は、薄板の重ね溶接部の溶接線のよ
うに、一方の開先つまり段差しか存在しない継手に対し
ても別体としてのセンサを用いることなく且つ精度的に
優れた溶接線自動倣い行うとともに、その結果、薄板の
重ね溶接部のビード表面形状を適正に保つことができる
薄板の電極回転式ＴＩＧ溶接方法を提供することを目的
としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明に係る薄
板の電極回転式ＴＩＧ溶接方法は、厚さが０．５〜２．
５ｍｍの薄板の重ね部に電極回転式ＴＩＧ溶接を行う薄
板の電極回転式ＴＩＧ溶接方法であって、トーチ傾斜角
度が概略垂直±１０°以内に設定された溶接トーチに設
けられているタングステン電極先端に回転径が１〜４ｍ
ｍの範囲で、板厚に応じて適切な回転径の円運動を与
え、且つ板厚に応じた適切な溶接電流を設定し、該タン
グステン電極に発生するアークを一方向に高速回転させ
ながら薄板の重ね部の溶接線に沿って重ね溶接を行って
いく溶接中にアーク電圧を検出し、そのアーク電圧のう
ち、薄板の重ね部の溶接線と平行なアークの回転円の進
行方向の前方中心を基準としてその左右の５°以上１８
０°以下の２つの所定角度範囲の電極の回転位置におけ
るアーク電圧波形のそれぞれの積分値の差を求め、溶接
トーチが薄板面に平行な面内で溶接線と直交する方向
で、上板端部より上板側に０．５〜０．８ｍｍ入った範
囲で、板厚に応じた適切な位置に設定された際の前記２
つの所定角度範囲の電極の回転位置におけるアーク電圧
波形のそれぞれの積分値の差を溶接トーチ狙い位置での
基準値として設定し、溶接中の前記積分値の差と溶接ト
ーチ狙い位置での基準値とを比較し、その差が零となる
ように前記溶接トーチを薄板面に平行な面内で溶接線と
直交する方向に移動制御して薄板の重ね部の溶接線に対
して溶接トーチを適正位置に制御するようにしたもので
ある。

【０００６】

【実施例】図１は本発明に係る一実施例の薄板の電極回
転式ＴＩＧ溶接方法に用いられる電極回転式ＴＩＧ溶接
装置の全体を示す構成図、図２は同電極回転式ＴＩＧ溶
接装置の電極回転ＴＩＧトーチを示す断面図、図３は電
極回転ＴＩＧトーチのトーチ傾斜角を示す説明図、図４
は開先倣い方法の倣い信号検出方法を示した模式図、図
５は狙い位置によるビード形状の差異を示す説明図であ
る。図において、１は被溶接材である下板１ａに上板１
ｂを重ねてなる母材、２は母材１の開先線に位置される
非消耗電極であるタングステン電極、３は回転駆動モー
タ、３ａは回転駆動モータ３のシャフト、４はシャフト
３ａに取り付けられ、回転駆動モータ３により高速回転
を与えられる駆動ギヤ、５は駆動ギヤ４により高速回転
を与えられる従動ギヤ、６はタングステン電極２を先端
に設けたコレットチャック６ａで保持する円筒状の電極
保持部材、６ｂは電極保持部材７の下方に設けられ、タ
ングステン電極２を取り囲むガスカップである。

【０００７】７は電極保持部材６の上部を回転自在に支
持する上部自動調心ベアリング、８は上部自動調心ベア
リング７をリング回転中心から一定量偏心して保持す
る、即ち電極保持部材６の上部を従動ギヤ５の回転中心
から一定量偏心して保持する偏心リングであり、上部自
動調心ベアリング７とで偏心リング部材を構成する。９
は偏心リング８を一体的に収納する偏心リング保持ケー
スで、従動ギヤ５に一体的に取り付けられている。１０
は電極保持部材６の下部を支持する下部自動調心ベアリ
ングである。１１は回転駆動モータ３の回転角度位置、
即ちタングステン電極２の先端の回転角度位置を検出す
るエンコーダ等の回転位置検出器である。なお、電極保
持部材６に保持され、その軸線上に位置するタングステ
ン電極２と母材１との間には後述する定電流溶接電源装
置により溶接電圧が印加され、アークが発生している。
１２はタングステン電極２〜回転位置検出器１１から構
成される電極回転ＴＩＧトーチである。

【０００８】１２は電極回転式ＴＩＧ溶接装置の電極回
転ＴＩＧトーチで、図２に示したタングステン電極２〜
回転位置検出器１１で構成されている。１３は定電流溶
接電源装置、１４はタングステン電極２と母材１間のア
ーク電圧を検出するアーク電圧検出器、１５はタングス
テン電極２を所望回転数で回転させるための回転速度設
定器、１６は回転速度設定器１５によって設定された回
転数設定値に基づき回転駆動モータ３を駆動する回転用
モータードライバーである。

【０００９】１７はタングステン電極２と母材１間の基
準アーク電圧を設定するアーク電圧基準設定器、１８は
アーク電圧検出器１４の検出値とアーク電圧基準設定器
１７の基準値との差を比較演算する差動増幅器、１９は
差動増幅器１８の出力に基づきトーチ近接・離反機構２
０の近接・離反用モーター２１を回転制御する近接・離
反用モーター制御器、２２はトーチ横移動機構２３の横
移動用モータ２４を回転制御する横移動機構制御器、２
５はトーチ近接・離反機構２０とトーチ横移動機構２３
とを支持して母材１上を走行する溶接台車である。

【００１０】２６は回転位置検出器１１の位置検出信号
に基づいて予め設定した２つの所定角度範囲の検出信号
について積分器を動作させる信号を出力するタイミング
回路、２７ａ、２７ｂはアーク電圧検出器１４のアーク
電圧の検出信号が入力されると共にタイミング回路２６
からの信号も入力される積分器、２８は積分器２７ａ、
２７ｂから出力された積分値の差を求める第１比較器、
２９は溶接トーチが薄板面に平行な面内で溶接線と直交
する方向で溶接線近傍の適正な狙い位置に設定された際
の予め設定した２つの所定角度範囲のアーク電圧波形の
積分値の差を溶接トーチ狙い位置での基準値として出力
するトーチ狙い位置設定器、３０は第１比較器２８から
出力された積分値の差とトーチ狙い位置設定器２９から
出力された基準値との差を求める第２比較器、３１は第
２比較器３０から出力された前記積分値の差と基準値と
の差に基づいて当該差が零となるように制御信号を横移
動機構制御器２２に出力する溶接線倣い制御回路であ
る。なお、トーチ狙い位置設定器２９に第１比較器２８
の出力を入力することにより、自動サンプリングするこ
とができ、一層の自動化が可能になる。

【００１１】次に上記実施例の薄板の電極回転式ＴＩＧ
溶接方法に用いられる電極回転式ＴＩＧ溶接装置の動作
を説明する。まず、図２に示す実施例の薄板の電極回転
式ＴＩＧ溶接方法に用いられる電極回転式ＴＩＧトーチ
１２の動作を説明する。回転駆動モータ３が回転する
と、その回転は駆動ギア４、従動ギヤ５及び偏心リング
保持ケース９を介して偏心リング８に伝達される。偏心
リング８は電極保持部材６の上部を回転自在に支持して
いる上部自動調心ベアリング７をリング回転中心から一
定距離離れた偏心位置に回転自在に保持しているから、
電極保持部材６の上部は偏心リング８の回転に伴いその
回転軸を中心として旋回することになる。また、電極保
持部材６の下部は、偏心リング８の回転中心に同軸で取
り付けられ且つその周囲を固定された下部自動調心ベア
リング１０にも保持されているから、下部自動調心ベア
リング１０と偏心リング８との作用により、電極保持部
材６の下部から下方に伸びるタングステン電極２の先端
は、下部自動調心ベアリング１０を回転中心の支点とし
たスリコギ式の円運動を行うことになる。

【００１２】タングステン電極２の先端が円運動をして
いるときに、タングステン電極２の基部を保持している
電極保持部材６の下部は下部自動調心ベアリング１０に
回転自在に支持され、回転中心の支点となっており、そ
れ自体は回転しないので、図示しない給電ケーブルによ
って電極保持部材６の下部に位置するタングステン電極
２に直接給電することができる。なお、上記上部自動調
心ベアリング７及び下部自動調心ベアリング１０に代え
て球面すべり軸受、ユニット用玉軸受等、同様の機能を
果たす自在軸受で代替することもできる。

【００１３】次に、電極回転式ＴＩＧ溶接装置の動作に
ついて説明する。例えば厚みが２mmのステンレススチー
ルの薄板を重ね溶接する場合、非消耗電極であるタング
ステン電極２の電極回転直径を２．５mmとし、回転駆動
モータ３により電極回転周波数を３〜５Ｈｚとし、定電
流溶接装置１３により溶接電流を１４０Ａで、タングス
テン電極２の先端に円運動を与え、タングステン電極２
に発生するアークを高速回転させながら、母材１の溶接
線に沿って溶接速度２５〜３０cm/ 分で重ね溶接を行
う。このとき、トーチ傾斜角は０±１０°以内の溶接ト
ーチの倣いに必要なアーク電圧の信号を適切に検出する
ために適正値に保持されている。なお、このトーチ傾斜
角は図３に示すように、トーチ軸心が上板１ｂの上面に
対して垂直な方向を０°とし、下板１ａ側に傾斜した方
向を＋側とし、上板１ｂ側に傾斜した方向を−側とす
る。

【００１４】トーチを静止させた状態では、アークが溶
接部に一点集中してアーク直下が常に溶融していたもの
が、アークを発生させながらタングステン電極２の先端
が機械的にほぼ円状に円運動して溶接を行うため、母材
１の被溶接部に対して溶接アークはタングステン電極２
の先端の回転に伴って被溶接部を円状に移動し、アーク
直下の溶融部がある回転径で移動することになり、アー
クの被溶接部への入熱がある径に分散された形となり、
その結果、広幅、浅溶込みの溶接部を高速で効率よく形
成することができる。

【００１５】なお、ＴＩＧアークの特性上、上記のタン
グステン電極２の回転による効果は回転に伴ってアーク
が溶融部を移動可能かどうかで決まり、ＴＩＧアークの
場合は電極回転周波数は約２０Ｈｚ程度が限度である。
また、入熱の分散効果はある回転径以上で見られ、ま
た、入熱分散による母材の溶融効率の低下を考慮して回
転径の最大値が決定される。薄板の重ね溶接におけるＴ
ＩＧアークの場合にはタングステン電極２の適切な回転
径及び溶接電流値は薄板の板厚と要求されるビード幅に
よって決定される。板厚に応じて要求されるビード幅が
決定され、その要求ビード幅に対応する適正な溶接電流
値と回転径を実験により求め、表１に板厚に応じた具体
的な溶接条件データを示す。板厚に応じて回転径が１〜
４ｍｍの範囲で、適切な回転径の円運動を与え、適切な
溶接電流を設定することにより、適切なビード幅の溶接
が得られた。なお、表１の溶接条件データは溶接速度が
２５〜３０ｃｍ／分の場合のものであり、溶接速度が変
われば、溶接電流等も若干異なるものとなる。

【００１６】

【表１】

【００１７】次に、溶接中における開先線倣い方法につ
いて図１、図４及び図５に基づいて説明するまず、開先
線倣い方法の原理について説明する。電極回転ＴＩＧト
ーチ１２に設けられたタングステン電極２が重ね溶接さ
れる下板１ａと上板１ｂとからなる母材１の溶接線に沿
って溶接を行っていく。そして、図４の（ａ）に示すよ
うにタングステン電極２の先端、即ちアークがアークの
回転円の進行方向の後方中心Ｃ．Ｒ位置であるＡ点から
下板１ａ側のＢ点にくると、図４の（ｂ）に示すように
下板１ａ側の回転位置でのアーク電圧検出器１４が検出
するアーク電圧は次第に上昇し、Ｂ点でアーク電圧の上
昇はほぼ最大になる。その後、Ｂ点からアークの回転円
の進行方向の前方中心Ｃ．Ｆ位置であるＣ点にくるに従
いアーク電圧は次第に減少し、さらにアークが回転して
今度はＣ点から上板１ｂ側のＤ点にくると、上板１ｂ側
の回転位置でのアーク電圧検出器１４が検出するアーク
電圧は次第に減少し、Ｄ点でアーク電圧の減少はほぼ最
大になる。その後、Ｄ点からＡ点にいくに従いアーク電
圧は上昇する。図４の（ｂ）は基準電圧を基準として上
記アーク電圧の変化を示したもので、その斜線部分Ｓ
Ｌ、ＳＲは図４（ａ）のアークの回転円の進行方向の前
方中心Ｃ．Ｆを基準として左右の０°〜９０°（Ｒ領
域）と２７０°〜３６０°（Ｌ領域）の２つの所定角度
範囲θ１、θ２の積分値を表したものである。従って、
回転するタングステン電極２の下板１ａ側と上板Ｉｂ側
のアーク電圧をそれぞれ検出し、両者の電圧を比較すれ
ば、タングステン電極２の先端の回転円の中心が母材１
の溶接線に位置しているかどうかがわかる。そこで、下
板１ａ側と上板１ｂ側とのアーク電圧を検出し、検出し
た電圧を比較してその差を求め、その差を溶接トーチの
適正位置での基準値と比較することにより、タングステ
ン電極２の先端の回転円の中心が母材１の溶接線に位置
しているかどうかがわかる。

【００１８】次に、開先線倣い方法について説明する。
電極回転式ＴＩＧトーチ１２に設けられたタングステン
電極２が重ね溶接される下板１ａと上板１ｂとからなる
母材１の溶接線に沿って溶接を行っていくとき、アーク
電圧検出器１４はタングステン電極２先端の回転によっ
て変化しているアーク電圧を検出し、積分器２７ａ，２
７ｂに入力している。一方、回転位置検出器１１は回転
しているタングステン電極２の回転位置を検出して位置
検出信号をタイミング回路２６に出力している。そし
て、タイミング回路２６では回転位置検出器１１の位置
検出信号に基づきアークの回転円の進行方向前方中心
Ｃ．Ｆを基準として、予め設定した上板１ｂ側の例えば
０°〜９０°である９０°の角度範囲θ１と下板１ａ側
の例えば２７０°〜３６０°である９０°の角度範囲θ
２において積分器２７ａ、２７ｂがアーク電圧を積分す
るようにしている。

【００１９】積分器２７ａ、２７ｂがアーク電圧を積分
した積分値は第１比較器２８に入力される。このように
積分器２７ａ、２７ｂで積分するのはアーク電圧波形に
ノイズがあり、その影響を受けないようにするためであ
る。第１比較器２８では積分器２７ａによる積分値ＳＬ
と積分器２７ｂによる積分値ＳＲの差ΔＳを求め、それ
を第２比較器３０に出力する。トーチ狙い位置設定器２
９では、溶接トーチが薄板面に平行な面内で溶接線と直
交する方向で溶接線近傍の適正位置に設定された際の予
め設定した２つの所定角度範囲θ１とθ２におけるアー
ク電圧の積分値の差ΔＳ０を溶接トーチ狙い位置での基
準値として設定し、それを第２比較器３０に出力する。
第２比較器３０では第１比較器２８で求めた積分値の差
ΔＳとトーチ狙い位置設定器２９によって設定された溶
接トーチ狙い位置での基準値ΔＳ０とを比較し、その差
の信号を溶接線倣い制御回路３１に出力する。溶接線倣
い制御回路３１では第２比較器３０で求めた差ΔＳ−Δ
Ｓ０が零となるような横移動指令信号を横移動機構制御
器２２に出力する。横移動機構制御器２２は横移動用モ
ータ２４を回転させてトーチ横移動機構２３を駆動して
電極回転ＴＩＧトーチ１２を薄板面に平行な面内で溶接
線と直交する方向に横移動制御して薄板の重ね部の溶接
線に電極回転ＴＩＧトーチ１２がくるように、即ちタン
グステン電極２の先端の回転円の中心が溶接線に位置す
るように電極ＴＩＧトーチ１２を適正位置に制御するよ
うにしたものである。

【００２０】なお、トーチ狙い位置設定器２９におい
て、基準値を例えば０．７Ｖに設定すると、トーチ狙い
位置は図５に示すトーチ狙い位置Ｂとなり、適切なビー
ド形状になる。一方、基準値を例えば０Ｖに設定する
と、トーチ狙い位置は図５に示すトーチ狙い位置Ａとな
り、凹面ビードとなって不適切である。また、基準値を
例えば１．０Ｖに設定すると、トーチ狙い位置は図５に
示すトーチ狙い位置Ｃとなり、凸面ビードとなって不適
切である。このように、アークが常に溶接線と平行で適
正な狙い位置に存在するように調整することができる。
また、溶接中におけるアーク電圧を検出し、アーク電圧
を信号処理してアークの回転円の中心が狙い位置に位置
するように制御して電極回転ＴＩＧトーチ１２を自動追
従させるようにしているため、溶接アーク自体がセンサ
の役目を果たし、溶接過程で溶接線に沿って電極回転Ｔ
ＩＧトーチ１２を精度よく追従できる。

【００２１】なお、上記実施例において、アーク狙い位
置は微妙なものであり、０．２〜０．３ｍｍ変わるとビ
ード形状が悪化することがある。また、板厚により狙い
位置も変わり、狙い位置によりビード形状が変化する。
０．５〜２．５ｍｍ程度の薄板の場合、溶接線倣いの狙
い位置は上板端部から上板側に適切な寸法だけ入った位
置がよく、板厚が０．５ｍｍのときは０．５ｍｍ入った
ところがよく、板厚が２．５ｍｍのときは０．８ｍｍ入
ったところがよい。そして、板厚が厚くなるにつれて要
求されるビード幅は大きくなり、板厚が０．５〜２．５
ｍｍの範囲では板厚が厚くなるにつれて上板端部から上
板側に０．５ｍｍ入ったところから次第に上板側に入っ
た適切な位置にすることが望ましいさらに、電極回転式
ＴＩＧトーチ１２はタングステン電極２の母材１への短
絡を防止するためにトーチ近接・離反動作の調整を行う
必要がある。電極回転式ＴＩＧトーチ１２の溶接中の近
接・離反動作の調整は、アーク電圧検出器１４によるア
ーク電圧検出信号と、アーク電圧基準設定器１７の基準
アーク電圧の偏差を差動増幅器１６により演算し、この
偏差が常に零となるように近接・離反用モータ制御器１
９が近接・離反用モータ２１を回転制御して電極回転式
ＴＩＧトーチ１２を近接・離反させることによって行わ
れる。従って、電極回転式ＴＩＧトーチ１２を薄板の重
ね部に対して適正な距離の位置に制御することができ
る。

【００２２】上記実施例では、積分器２７ａ、２７ｂで
積分するアーク電圧の対象を上板１ｂ側では０°〜９０
°である９０°の角度範囲θ１とし、下板１ａ側では２
７０°〜３６０°である９０°の角度範囲θ２としてい
るが、上板１ｂ側では５°〜１８０°である１７５°の
角度範囲θ１とし、下板１ａ側では１８０°〜３５５°
である１７５°の角度範囲θ２としても、アークの回転
円の中心が薄板面に平行な面内で溶接線に対して適正位
置にくるように制御できることはいうまでもない。上記
実施例では、２つの積分器２７ａ、２７ｂを用いている
が、１つの積分器で２つの所定角度範囲の検出信号につ
いてそれぞれ積分し、２つの積分値を第１比較器２８に
出力してもよく、この場合、一方の所定角度範囲の検出
信号について積分し、その値を他に転送後、高速でリセ
ットし、他方の所定角度範囲の検出信号について積分を
行えば１つの積分器でも充分である。

【００２３】

【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、厚さが
０．５〜２．５ｍｍの薄板の重ね部に電極回転式ＴＩＧ
溶接を行う薄板の電極回転式ＴＩＧ溶接方法であって、
トーチ傾斜角度が概略垂直±１０°以内に設定された溶
接トーチに設けられているタングステン電極先端に回転
径が１〜４ｍｍの範囲で、板厚に応じて適切な回転径の
円運動を与え、且つ板厚に応じた適切な溶接電流を設定
し、該タングステン電極に発生するアークを一方向に高
速回転させながら薄板の重ね部の溶接線に沿って重ね溶
接を行っている場合に、アーク電圧を検出し、そのアー
ク電圧のうち、薄板の重ね部の溶接線と平行なアークの
回転円の進行方向の前方中心を基準としてその左右の５
°以上１８０°以下の２つの所定角度範囲の電極の回転
位置におけるアーク電圧波形のそれぞれの積分値の差を
求め、溶接トーチが薄板面に平行な面内で溶接線と直交
する方向で、上板端部より上板側に０．５〜０．８ｍｍ
入った範囲で、板厚に応じた適切な位置に設定された際
の前記２つの所定角度範囲の電極の回転位置におけるア
ーク電圧波形のそれぞれの積分値の差を溶接トーチ狙い
位置での基準値として設定し、溶接中の前記積分値の差
と溶接トーチ狙い位置での基準値とを比較し、その差が
零となるように溶接トーチを薄板面に平行な面内で溶接
線と直交する方向に移動制御して薄板の重ね部の溶接線
に対して溶接トーチを適正位置に保つようにしたので、
薄板の重ね溶接継手部の溶接線の自動開先倣いが可能と
なり、各種の板厚に対して溶接アークの入熱が分散し薄
板の重ね部に広幅、浅溶込みの溶接部を高速で効率よく
形成することができ、しかも溶接トーチ狙い位置での基
準値を上板端部より上板側に０．５〜０．８ｍｍ入った
範囲で、板厚に応じた適切な位置に設定することによ
り、アークの狙い位置を板厚に応じた適正な位置に調整
して溶接部の要求する適正なビード形状の維持ができる
という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例の薄板の電極回転式ＴＩ
Ｇ溶接方法に用いられる電極回転式ＴＩＧ溶接装置の全
体を示す構成図である。

【図２】同電極回転式ＴＩＧ溶接装置の電極回転ＴＩＧ
トーチを示す断面図である。

【図３】電極回転式ＴＩＧトーチのトーチ傾斜角を示す
説明図である。

【図４】開先線倣い方法の倣い信号検出方法を示した模
式図である。

【図５】狙い位置によるビード形状の差異を示す説明図
である。

【符号の説明】

１ 母材 ２ タングステン電極 １１ 回転位置検出器 １２ 電極回転式ＴＩＧトーチ １４ アーク電圧検出器 ２２ 横移動機構制御器（駆動制御部） ２３ トーチ横移動機構 ２４ 横移動用モータ２４ ２６ タイミング回路 ２７ａ 積分器 ２７ｂ 積分器 ２８ 第１比較器 ２９ トーチ位狙い位置設定器 ３０ 第２比較器 ３１ 溶接線倣い制御回路（駆動制御部）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−312263（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−148465（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−91966（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−279086（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23K 9/127 B23K 9/02 B23K 9/167

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 厚さが０．５〜２．５ｍｍの薄板の重ね
   部に電極回転式ＴＩＧ溶接を行う薄板の電極回転式ＴＩ
   Ｇ溶接方法であって、 トーチ傾斜角度が概略垂直±１０°以内に設定された溶
   接トーチに設けられているタングステン電極先端に回転
   径が１〜４ｍｍの範囲で、板厚に応じて適切な回転径の
   円運動を与え、且つ板厚に応じた適切な溶接電流を設定
   し、該タングステン電極に発生するアークを一方向に高
   速回転させながら薄板の重ね部の溶接線に沿って重ね溶
   接を行っていく溶接中にアーク電圧を検出し、そのアー
   ク電圧のうち、薄板の重ね部の溶接線と平行なアークの
   回転円の進行方向の前方中心を基準としてその左右の５
   °以上１８０°以下の２つの所定角度範囲の電極の回転
   位置におけるアーク電圧波形のそれぞれの積分値の差を
   求め、溶接トーチが薄板面に平行な面内で溶接線と直交
   する方向で、上板端部より上板側に０．５〜０．８ｍｍ
   入った範囲で、板厚に応じた適切な位置に設定された際
   の前記２つの所定角度範囲の電極の回転位置におけるア
   ーク電圧波形のそれぞれの積分値の差を溶接トーチ狙い
   位置での基準値として設定し、溶接中の前記積分値の差
   と溶接トーチ狙い位置での基準値とを比較し、その差が
   零となるように前記溶接トーチを薄板面に平行な面内で
   溶接線と直交する方向に移動制御して薄板の重ね部の溶
   接線に対して溶接トーチを適正位置に制御することを特
   徴とする薄板の電極回転式ＴＩＧ溶接方法。