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JP2025014652A - Double shielded TIG welding method - Google Patents

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JP2025014652A
JP2025014652A JP2023117386A JP2023117386A JP2025014652A JP 2025014652 A JP2025014652 A JP 2025014652A JP 2023117386 A JP2023117386 A JP 2023117386A JP 2023117386 A JP2023117386 A JP 2023117386A JP 2025014652 A JP2025014652 A JP 2025014652A
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JP
Japan
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welding
flow rate
inner gas
section
gas flow
Prior art date
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Pending
Application number
JP2023117386A
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Japanese (ja)
Inventor
雄太 今井
Yuta Imai
利昭 中俣
Toshiaki Nakamata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daihen Corp
Original Assignee
Daihen Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daihen Corp filed Critical Daihen Corp
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Abstract

To stably maintain a weld state even if a temperature of a base material rises when the base material is aluminum or an alloy thereof in a double shield TIG welding method.SOLUTION: In a double shield TIG welding method that uses a welding torch comprising an inner nozzle for ejecting an inner gas and an outer nozzle for ejecting an outer gas, and performs welding while generating an arc on a weld line, the weld line is divided into a plurality of sections, a flow rate Fi of the inner gas is set for each of a first section from time t3 to t4, a second section from time t4 to t5, and a third section from time t5 to t6.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、2重シールドティグ溶接方法に関するものである。 The present invention relates to a double shielded TIG welding method.

インナーガスを噴出させるインナーノズル及びアウターガスを噴出させるアウターノズルを備えた溶接トーチを使用し、溶接線上をアークを発生させながら溶接する2重シールドティグ溶接方法が慣用されている(例えば、特許文献1参照)。インナーガス及びアウターガスとしては、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスが使用される。 A double-shielded TIG welding method is commonly used, in which a welding torch equipped with an inner nozzle for spraying an inner gas and an outer nozzle for spraying an outer gas is used to generate an arc on the weld line while welding (see, for example, Patent Document 1). Inert gases such as argon and helium are used as the inner and outer gases.

特開2020-15048号公報JP 2020-15048 A

溶接線には直線部、円弧部等の複数の区間が含まれる場合がある。インナーガスの噴出状態が変化するとアークの硬直性が変化してビード形状及び溶け込み形状が変動する。溶接線の区間が直線部であるときと円弧部であるときとではインナーガスの噴出状態が変化するために、ビード形状及び溶け込み形状が変化するという問題が発生する。溶接線が複数の直線部から形成されている場合でも、溶接線の周辺の状態からインナーガスの噴出状態が変化すると上記と同様の問題が発生する。 A weld line may include multiple sections, such as straight sections and arc sections. When the inner gas ejection state changes, the rigidity of the arc changes, causing the bead shape and penetration shape to fluctuate. When the weld line section is a straight section or an arc section, the inner gas ejection state changes, causing the bead shape and penetration shape to change. Even when the weld line is formed from multiple straight sections, the same problem as above can occur if the inner gas ejection state changes from the state around the weld line.

そこで、本発明では、溶接線の一部の区間でインナーガスの噴出状態が変化しても、ビード形状及び溶け込み形状を良好に維持することができる2重シールドティグ溶接方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a double-shielded TIG welding method that can maintain good bead and penetration shapes even if the state of inner gas ejection changes in some sections of the weld line.

上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、
インナーガスを噴出させるインナーノズル及びアウターガスを噴出させるアウターノズルを備えた溶接トーチを使用し、
溶接線上をアークを発生させながら溶接する2重シールドティグ溶接方法において、
前記溶接線を複数の区間に分割し、
前記インナーガスの流量を前記区間ごとに設定する、
ことを特徴とする2重シールドティグ溶接方法である。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 comprises:
A welding torch having an inner nozzle for ejecting an inner gas and an outer nozzle for ejecting an outer gas is used,
In a double shielded TIG welding method in which welding is performed while generating an arc on the weld line,
Dividing the weld line into a plurality of sections;
The flow rate of the inner gas is set for each section.
This is a double shielded TIG welding method characterized by the above.

請求項2の発明は、
前記インナーガスの流量を前記区間が円弧部であるときは直線部であるときとは異なる値に設定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の2重シールドティグ溶接方法である。
The invention of claim 2 is as follows:
a flow rate of the inner gas is set to a value different from that when the section is a circular arc section and when the section is a straight line section;
2. The double shielded TIG welding method according to claim 1 .

請求項3の発明は、
溶接ロボットを使用して溶接し、
前記区間ごとの前記インナーガスの流量を前記溶接ロボットの教示データとして保存する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の2重シールドティグ溶接方法である。
The invention of claim 3 is as follows:
Welding is done using a welding robot.
The flow rate of the inner gas for each section is stored as teaching data for the welding robot.
3. The double shielded TIG welding method according to claim 1 or 2.

本発明に係る2重シールドティグ溶接方法によれば、溶接線の一部の区間でインナーガスの噴出状態が変化しても、ビード形状及び溶け込み形状を良好に維持することができる。 The double-shielded TIG welding method of the present invention can maintain good bead and penetration shapes even if the inner gas ejection state changes in some sections of the weld line.

本発明の実施の形態に係る2重シールドティグ溶接方法を実施するための溶接装置のブロック図である。1 is a block diagram of a welding apparatus for carrying out a double shielded TIG welding method according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る2重シールドティグ溶接方法を示す図1の溶接装置における各信号のタイミングチャートである。2 is a timing chart of each signal in the welding apparatus of FIG. 1 , illustrating a double-shielded TIG welding method according to an embodiment of the present invention.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の形態に係る2重シールドティグ溶接方法を実施するための溶接装置のブロック図である。以下、同図を参照して各ブロックについて説明する。 Figure 1 is a block diagram of a welding device for carrying out a double-shielded TIG welding method according to an embodiment of the present invention. Each block will be described below with reference to the figure.

溶接トーチWTは、主に電極1、それを取り囲むインナーノズル4及びそれを取り囲むアウターノズル5を備えている。電極1には、タングステン電極等が使用される。 The welding torch WT mainly comprises an electrode 1, an inner nozzle 4 surrounding it, and an outer nozzle 5 surrounding the inner nozzle 4. A tungsten electrode or the like is used for the electrode 1.

溶接ロボットRMは、上記の溶接トーチWTを搭載しており、後述する動作制御信号Rcに従って溶接トーチWTの先端を溶接線に沿って移動させる。 The welding robot RM is equipped with the above-mentioned welding torch WT, and moves the tip of the welding torch WT along the weld line in accordance with the operation control signal Rc described below.

ロボット制御装置RCは、記憶されている教示データに従って上記の溶接ロボットRMを移動させるための動作制御信号Rcを出力すると共に、教示データに従って溶接開始信号On及び本溶接インナーガス流量設定信号Ficrを出力する。例えば、教示データに含まれる溶接線の経路データが、溶接開始位置Ps、第1経路位置P1、第2経路位置P2及び溶接終了位置Peから形成されているとする。この場合は溶接線が3つの区間に分割されており、Ps-P1が第1区間となり、P1-P2が第2区間となり、P2-Peが第3区間となる。溶接開始信号Onは、溶接ロボットRMが異動して溶接開始位置Psに到達した時点でHighレベルとなり、溶接終了位置に到達した時点でLowレベルとなる。さらに、教示データの一つとしてインナーガス流量値が区間ごとに記憶されている。そして、溶接ロボットRMが各区間を移動しているときにその区間に対応して記憶されているインナーガス流量値を本溶接インナーガス流量設定信号Ficrとして出力する。したがって、本溶接インナーガス流量設定信号Ficrの値は、第1区間Ps-p1中は予め記憶された第1本溶接インナーガス流量値となり、第2区間P1-p2中は予め記憶された第2本溶接インナーガス流量値となり、第3区間P2-pe中は予め記憶された第3本溶接インナーガス流量値となる。 The robot control device RC outputs an operation control signal Rc for moving the above-mentioned welding robot RM according to the stored teaching data, and outputs a welding start signal On and a main welding inner gas flow rate setting signal Ficr according to the teaching data. For example, assume that the path data of the welding line included in the teaching data is formed from the welding start position Ps, the first path position P1, the second path position P2, and the welding end position Pe. In this case, the welding line is divided into three sections, with Ps-P1 being the first section, P1-P2 being the second section, and P2-Pe being the third section. The welding start signal On becomes High level when the welding robot RM moves and reaches the welding start position Ps, and becomes Low level when it reaches the welding end position. Furthermore, an inner gas flow rate value is stored for each section as one of the teaching data. Then, when the welding robot RM moves through each section, the inner gas flow rate value stored corresponding to that section is output as the main welding inner gas flow rate setting signal Ficr. Therefore, the value of the main welding inner gas flow rate setting signal Ficr is the pre-stored first main welding inner gas flow rate value during the first section Ps-p1, the pre-stored second main welding inner gas flow rate value during the second section P1-p2, and the pre-stored third main welding inner gas flow rate value during the third section P2-pe.

プリフロー期間回路TPは、上記の溶接開始信号Onを入力として、溶接開始信号OnがHighレベルに変化した時点から予め定めたプリフロー時間が経過するまではHighレベルとなるプリフロー期間信号Tpを出力する。 The preflow period circuit TP receives the above-mentioned welding start signal On as input and outputs a preflow period signal Tp that remains at a high level until a predetermined preflow time has elapsed from the time the welding start signal On changes to a high level.

インナーガス噴出開始回路TIは、上記のプリフロー期間信号Tpを入力として、プリフロー期間信号TpがHighレベルに変化した時点から予め定めた遅延時間Tdが経過した時点で短時間Highレベルとなるインナーガス噴出開始信号Tiを出力する。遅延時間Tdはプリフロー期間Tpよりも短い時間である。 The inner gas ejection start circuit TI receives the preflow period signal Tp as input and outputs an inner gas ejection start signal Ti that goes to high level for a short period of time a predetermined delay time Td has elapsed since the preflow period signal Tp changed to high level. The delay time Td is shorter than the preflow period Tp.

アーク発生判別回路ADは、溶接電流Iwの通電路に設けられており、溶接電流Iwが通電しているときはHighレベルとなるアーク発生判別信号adを出力する。溶接電流iwが通電しているときはアークが発生している状態のときである。 The arc occurrence determination circuit AD is provided in the current path of the welding current Iw, and outputs an arc occurrence determination signal ad that is at a high level when the welding current Iw is flowing. When the welding current iw is flowing, an arc is generated.

インナーガス流量設定回路FIRは、上記のプリフロー期間信号Tp及び上記の本溶接インナーガス流量設定信号Ficrを入力として、プリフロー期間信号TpがHighレベルのときは予め定めたプリフローインナーガス流量値となり、プリフロー期間信号TpがLowレベルのときは本溶接インナーガス流量設定信号Ficrの値となるインナーガス流量設定信号Firを出力する。ここで、プリフローインナーガス流量値は本溶接インナーガス流量設定信号Ficrの値よりも小さな値に設定されることが望ましい。 The inner gas flow rate setting circuit FIR receives the preflow period signal Tp and the main welding inner gas flow rate setting signal Ficr as inputs, and outputs an inner gas flow rate setting signal Fir that is a predetermined preflow inner gas flow rate value when the preflow period signal Tp is at a high level, and is the value of the main welding inner gas flow rate setting signal Ficr when the preflow period signal Tp is at a low level. Here, it is desirable that the preflow inner gas flow rate value be set to a value smaller than the value of the main welding inner gas flow rate setting signal Ficr.

インナーガス流量調整器CIは、公知のマスフローコントローラであり、上記の溶接開始信号On、上記のインナーガス噴出開始信号Ti及び上記のインナーガス流量設定信号Firを入力として、インナーガス噴出開始信号Toが短時間Highレベルに変化した時点から溶接開始信号OnがLowレベルに変化して予め定めたアフターフロー時間が経過するまでの期間中は、インナーガスボンベ6からのインナーガス7の流量Fiをインナーガス流量設定信号Firによって定まる値に調整して噴出する。 The inner gas flow regulator CI is a known mass flow controller that receives the above-mentioned welding start signal On, the above-mentioned inner gas ejection start signal Ti, and the above-mentioned inner gas flow rate setting signal Fir as inputs, and adjusts the flow rate Fi of the inner gas 7 from the inner gas cylinder 6 to a value determined by the inner gas flow rate setting signal Fir and ejects it during the period from when the inner gas ejection start signal To changes to a high level for a short period of time until the welding start signal On changes to a low level and a predetermined after-flow time has elapsed.

アウターガス流量設定回路FORは、上記のプリフロー期間信号Tpを入力として、プリフロー期間信号TpがHighレベルのときは予め定めたプリフローアウターガス流量値となり、Lowレベルのときは予め定めた本溶接アウターガス流量値となるアウターガス流量設定信号Forを出力する。ここで、プリフローアウターガス流量値は本溶接アウターガス流量値よりも大きな値に設定されることが望ましい。 The outer gas flow rate setting circuit FOR receives the preflow period signal Tp as input, and outputs an outer gas flow rate setting signal For that is a predetermined preflow outer gas flow rate value when the preflow period signal Tp is at a high level, and is a predetermined main welding outer gas flow rate value when the preflow period signal Tp is at a low level. Here, it is desirable to set the preflow outer gas flow rate value to a value greater than the main welding outer gas flow rate value.

アウターガス流量調整器COは、公知のマスフローコントローラであり、上記の溶接開始信号On、上記のプリフロー期間信号Tp及び上記のアウターガス流量設定信号Forを入力として、溶接開始信号OnがHighレベルに変化した時点から溶接開始信号OnがLowレベルに変化するまでの期間中は、アウターガスボンベ8からのアウターガス9の流量Foをアウターガス流量設定信号Forによって定まる値に調整して噴出する。 The outer gas flow regulator CO is a known mass flow controller that receives the above-mentioned welding start signal On, the above-mentioned preflow period signal Tp, and the above-mentioned outer gas flow setting signal For as inputs, and during the period from when the welding start signal On changes to a high level to when the welding start signal On changes to a low level, it adjusts the flow rate Fo of the outer gas 9 from the outer gas cylinder 8 to a value determined by the outer gas flow setting signal For and sprays it.

インナーノズル4の内側の通路をインナーガス7が流れる。また、インナーノズル4の外側とアウターノズル5の内側の通路をアウターガス9が流れる。インナーガス7及びアウターガス9にはアルゴン、ヘリウム等の不活性ガスが使用される。アーク3は、電極1が負極となり、母材2が正極となって発生する。 An inner gas 7 flows through the passage inside the inner nozzle 4. An outer gas 9 flows through the passage outside the inner nozzle 4 and inside the outer nozzle 5. Inert gases such as argon and helium are used for the inner gas 7 and outer gas 9. The arc 3 is generated with the electrode 1 serving as the negative electrode and the base material 2 serving as the positive electrode.

溶接電源PSは、上記の溶接開始信号On及び上記のプリフロー期間信号Tpを入力として、溶接開始信号OnがHighレベルとなり、かつ、プリフロー期間信号TpがLowレベルになると、電極1と母材2との間に高周波高電圧を印加し、アーク3が発生すると溶接電流Iwの出力を開始し、溶接開始信号OnがLowレベルになると溶接電流Iwの出力を停止する。 The welding power source PS receives the above welding start signal On and the above preflow period signal Tp as inputs, and when the welding start signal On goes to high level and the preflow period signal Tp goes to low level, it applies a high-frequency high voltage between the electrode 1 and the base material 2, and when an arc 3 is generated, it starts outputting the welding current Iw, and when the welding start signal On goes to low level, it stops outputting the welding current Iw.

図2は、本発明の実施の形態に係る2重シールドティグ溶接方法を示す図1の溶接装置における各信号のタイミングチャートである。同図(A)は溶接開始信号Onの時間変化を示し、同図(B)はプリフロー期間信号Tpの時間変化を示し、同図(C)はインナーガス噴出開始信号Tiの時間変化を示し、同図(D)はアウターガス流量Fo(l/分)の時間変化を示し、同図(E)はインナーガス流量Fi(l/分)の時間変化を示し、同図(F)は溶接電流Iwの時間変化を示し、同図(G)はアーク発生判別信号Adの時間変化を示す。以下、同図を参照して、溶接開始時、本溶接時及び溶接終了時の動作について説明する。 Figure 2 is a timing chart of each signal in the welding device of Figure 1, which shows a double-shielded TIG welding method according to an embodiment of the present invention. Figure (A) shows the change over time of the welding start signal On, Figure (B) shows the change over time of the preflow period signal Tp, Figure (C) shows the change over time of the inner gas ejection start signal Ti, Figure (D) shows the change over time of the outer gas flow rate Fo (l/min), Figure (E) shows the change over time of the inner gas flow rate Fi (l/min), Figure (F) shows the change over time of the welding current Iw, and Figure (G) shows the change over time of the arc generation determination signal Ad. Below, the operations at the start of welding, during main welding, and at the end of welding will be explained with reference to the figures.

同図においては、溶接線は溶接開始位置Ps、第1経路位置P1、第2経路位置P2及び溶接終了位置Peの教示データから形成されている。したがって、溶接線は、第1区間Ps-P1、第2区間P1-P2及び第3区間P2-Peの3つの区間に分割されている。第1区間Ps-P1は直線部であり、第2区間P1-P2は円弧部であり、第3区間P2-Peは直線部である場合である。 In the figure, the weld line is formed from teaching data for the welding start position Ps, the first path position P1, the second path position P2, and the welding end position Pe. Therefore, the weld line is divided into three sections: the first section Ps-P1, the second section P1-P2, and the third section P2-Pe. The first section Ps-P1 is a straight section, the second section P1-P2 is an arc section, and the third section P2-Pe is a straight section.

時刻t1において、図1の溶接ロボットRMに搭載された図1の溶接トーチWTの先端位置が移動して溶接開始位置Psに到達すると、停止し、同図(A)に示すように、溶接開始信号OnがHighレベルに変化する。これに応動して、同図(B)に示すように、プリフロー期間信号TpがHighレベルとなる。同時に、図1のアウターガス流量調整器COによってアウターガスの噴出が開始される。同図(D)に示すように、アウターガス流量Foは図1のアウターガス流量設定信号Forによって定まる予め定めたプリフローアウターガス流量値となる。 At time t1, the tip position of the welding torch WT of FIG. 1 mounted on the welding robot RM of FIG. 1 moves and reaches the welding start position Ps, where it stops, and as shown in FIG. 1(A), the welding start signal On changes to high level. In response to this, as shown in FIG. 1(B), the preflow period signal Tp becomes high level. At the same time, the outer gas starts to be ejected by the outer gas flow regulator CO of FIG. 1. As shown in FIG. 1(D), the outer gas flow rate Fo becomes a predetermined preflow outer gas flow rate value determined by the outer gas flow rate setting signal For of FIG. 1.

時刻t1から予め定めた遅延時間Tdが経過した時刻t2において、同図(C)に示すように、インナーガス噴出開始信号Tiが短時間Highレベルとなる。これに応動して、図1のインナーガス流量調整器CIによってインナーガスの噴出が開始される。同図(E)に示すように、インナーガス流量Fiは図1のインナーガス流量設定信号Firによって定まる予め定めたプリフローインナーガス流量値となる。 At time t2, a predetermined delay time Td after time t1, the inner gas ejection start signal Ti goes to high level for a short period of time, as shown in FIG. 1C. In response to this, the ejection of the inner gas is started by the inner gas flow regulator CI in FIG. 1. As shown in FIG. 1E, the inner gas flow rate Fi becomes a predetermined pre-flow inner gas flow rate value determined by the inner gas flow rate setting signal Fir in FIG. 1.

時刻t3においてプリフロー期間信号TpがLowレベルに変化すると、図1の溶接電源PSは図1の電極1と母材2との間に高周波高電圧を印加して図1のアーク3を発生させ、同図(F)に示すように、溶接電流Iwの通電が開始する。時刻t3において、溶接電流Iwの通電によってアークの発生を判別すると、同図(G)に示すように、アーク発生判別信号AdがHighレベルに変化する。同時に、同図(D)に示すように、アウターガス流量Foは図1のアウターガス流量設定信号Forによって定まる予め定めた本溶接アウターガス流量値となる。同様に、同図(E)に示すように、インナーガス流量Fiは図1の本溶接インナーガス流量設定信号Ficrによって設定される値となる。そして、時刻t3から図1の溶接ロボットRMに搭載された図1の溶接トーチWTの先端位置が溶接線に沿って移動を開始して溶接が開始される。 When the preflow period signal Tp changes to a low level at time t3, the welding power source PS of FIG. 1 applies a high-frequency high voltage between the electrode 1 and the base material 2 of FIG. 1 to generate the arc 3 of FIG. 1, and as shown in FIG. 1 (F), the flow of the welding current Iw begins. At time t3, when the generation of the arc is determined by the flow of the welding current Iw, the arc generation determination signal Ad changes to a high level as shown in FIG. 1 (G). At the same time, as shown in FIG. 1 (D), the outer gas flow rate Fo becomes a predetermined main welding outer gas flow rate value determined by the outer gas flow rate setting signal For of FIG. 1. Similarly, as shown in FIG. 1 (E), the inner gas flow rate Fi becomes a value set by the main welding inner gas flow rate setting signal Ficr of FIG. 1. Then, from time t3, the tip position of the welding torch WT of FIG. 1 mounted on the welding robot RM of FIG. 1 starts moving along the welding line, and welding begins.

上述したように、プリフロー期間中は、アウターガスを噴出させた後にインナーガスを噴出させている。このようにすると、アウターガスの噴出によって周囲をシールドされた状態でインナーガスの噴出が開始されるので、インナーガスが周囲の空気を巻き込むことがなくなり、定常状態に早期に収束させることができる。このために、本実施の形態では、アウターガス及びインナーガスの噴出を同時に開始する従来技術に比べて、プリフロー時間を50%程度に短くすることができる。したがって、本実施の形態では、溶接開始時のプリフロー時間を短く設定しても十分なシールド性を確保することができるので、作業効率を高めることができ、高価な不活性ガスの消費量を減らすことができる。例えば、従来技術ではプリフロー期間を6秒程度に設定する必要があったが、本実施の形態では3秒程度に設定することができる。 As described above, during the preflow period, the outer gas is ejected, followed by the inner gas. In this way, the ejection of the inner gas is started while the surroundings are shielded by the ejection of the outer gas, so that the inner gas does not draw in the surrounding air, and the steady state can be quickly converged to. For this reason, in this embodiment, the preflow time can be shortened to about 50% compared to the conventional technology in which the ejection of the outer gas and the inner gas is started simultaneously. Therefore, in this embodiment, sufficient shielding can be ensured even if the preflow time at the start of welding is set short, so that the work efficiency can be improved and the consumption of expensive inert gas can be reduced. For example, in the conventional technology, the preflow period had to be set to about 6 seconds, but in this embodiment, it can be set to about 3 seconds.

さらに、時刻t1~t2のアウターガスのみを噴出させる時間が時刻t2~t3のインナーガスを噴出させる時間よりも長くなるように設定されることが望ましい。このようにすると、インナーガスが空気を巻き込むことをより確実に抑制することができるので、さらにプリフロー時間を短く設定することができる。 Furthermore, it is desirable to set the time during which only the outer gas is ejected from time t1 to t2 to be longer than the time during which the inner gas is ejected from time t2 to t3. In this way, it is possible to more reliably prevent the inner gas from entraining air, and therefore it is possible to set the preflow time even shorter.

さらに、インナーガス流量Fiを、プリフロー期間中はプリフロー期間終了後の本溶接期間中よりも小さくすることが望ましい。このようにすると、インナーガスの噴出状態をより早期に定常状態にすることができるので、さらにプリフロー時間を短く設定することができる。 Furthermore, it is desirable to set the inner gas flow rate Fi smaller during the preflow period than during the actual welding period after the end of the preflow period. In this way, the inner gas ejection state can be brought to a steady state more quickly, so that the preflow time can be set even shorter.

さらに、アウターガス流量Foを、プリフロー期間中はプリフロー期間終了後の本溶接期間中よりも大きくすることが望ましい。このようにすると、インナーガスの噴出状態をより早期に定常状態にすることができるので、さらにプリフロー時間を短く設定することができる。 Furthermore, it is desirable to set the outer gas flow rate Fo to be greater during the preflow period than during the actual welding period after the end of the preflow period. In this way, the inner gas ejection state can be brought to a steady state more quickly, so that the preflow time can be set even shorter.

同図(E)に示すように、インナーガス流量Fiは、時刻t3~t4の第1区間Ps-P1中は図1の本溶接インナーガス流量設定信号Ficrによって設定される第1本溶接インナーガス流量値となり、時刻t4~t5の第2区間P1-P2中は第2本溶接インナーガス流量値となり、時刻t5~t6の第3区間P2-Pe中は第3本溶接インナーガス流量値となる。ここで、第1区間Ps-P1及び第3区間P2-Peは直線部であり、第2区間P1-P2は円弧部である。円弧部は図1の溶接トーチWTの溶接姿勢が刻々と変化するために、インナーガスの噴出状態が直線部とは異なる状態となる。このために、円弧部の第2本溶接インナーガス流量値を第1及び第3本溶接インナーガス流量値とは異なる値にすることによって、ビード形状及び溶け込み形状を良好に維持することができる。ここでは、第2本溶接インナーガス流量値を他の区間よりも大きな値に設定している。 As shown in FIG. 1E, the inner gas flow rate Fi is the first welding inner gas flow rate value set by the main welding inner gas flow rate setting signal Ficr in FIG. 1 during the first section Ps-P1 from time t3 to t4, the second welding inner gas flow rate value during the second section P1-P2 from time t4 to t5, and the third welding inner gas flow rate value during the third section P2-Pe from time t5 to t6. Here, the first section Ps-P1 and the third section P2-Pe are straight sections, and the second section P1-P2 is an arc section. In the arc section, the welding position of the welding torch WT in FIG. 1 changes from moment to moment, so the inner gas ejection state is different from that of the straight section. For this reason, by setting the second welding inner gas flow rate value in the arc section to a value different from the first and third welding inner gas flow rate values, the bead shape and penetration shape can be maintained well. Here, the second welding inner gas flow rate value is set to a value larger than the other sections.

時刻t6において図1の溶接ロボットRMに搭載された図1の溶接トーチWTの先端位置が溶接終了位置Peに到達すると、再び停止し、同図(A)に示すように、溶接開始信号OnはLowレベルに変化する。これに応動して、同図(F)に示すように、溶接電流Iwの通電が停止してアークが消弧する。これに応動して、同図(G)に示すように、アーク発生判別信号AdはLowレベルに変化する。同時に、同図(D)に示すように、アウターガス流量Foは0となり、アウターガスの噴出が停止する。 When the tip position of the welding torch WT of FIG. 1 mounted on the welding robot RM of FIG. 1 reaches the welding end position Pe at time t6, it stops again, and the welding start signal On changes to low level as shown in FIG. 1 (A). In response to this, as shown in FIG. 1 (F), the flow of the welding current Iw stops and the arc is extinguished. In response to this, as shown in FIG. 1 (G), the arc generation determination signal Ad changes to low level. At the same time, as shown in FIG. 1 (D), the outer gas flow rate Fo becomes 0 and the ejection of the outer gas stops.

時刻t6から予め定めたアフターフロー時間が経過した時刻t7において、同図(E)に示すように、インナーガス流量Fiは0となり、インナーガスの噴出が停止する。アフターフロー時間は、7秒程度に設定される。 At time t7, when a predetermined after-flow time has elapsed since time t6, the inner gas flow rate Fi becomes 0, as shown in FIG. 1(E), and the ejection of the inner gas stops. The after-flow time is set to about 7 seconds.

従来技術では、アフターフロー期間中はアウターガス及びインナーガスの両方を噴出させている。これに対して、本実施の形態では、インナーガスのみを噴出させるようにしている。アフターフローの作用は、電極及び溶融池を冷却するまで空気からシールドすることである。この作用のためにはインナーガスのみを噴出させれば充分である。このようにすると、高価な不活性ガスの消費量を減らすことができる。 In the conventional technology, both the outer gas and the inner gas are ejected during the afterflow period. In contrast, in this embodiment, only the inner gas is ejected. The function of the afterflow is to shield the electrode and molten pool from the air until they are cooled. To achieve this function, it is sufficient to eject only the inner gas. In this way, the consumption of expensive inert gas can be reduced.

上記の各パラメータの数値例を以下に示す。
溶接トーチWT:インナ―ノズル内径5mm、アウターノズル内径13mmの二重シールドノズルを備えた溶接トーチ
電極1:タングステン電極
アウターガス及びインナーガス:100%アルゴンガス
アウターガス流量Fo:プリフロー期間12l/min、本溶接期間10l/min
インナーガス流量Fi:プリフロー期間4l/min、本溶接期間の第1及び第3区間5l/min、第2区間6l/min
プリフロー時間:3秒(アウターガスが噴出を開始してから2秒後にインナーガスの噴出が開始し、その1秒後にアークが発生する。)
Numerical examples of the above parameters are shown below.
Welding torch WT: Welding torch equipped with a double shield nozzle with an inner nozzle inner diameter of 5 mm and an outer nozzle inner diameter of 13 mm Electrode 1: Tungsten electrode Outer gas and inner gas: 100% argon gas Outer gas flow rate Fo: Preflow period 12 l/min, main welding period 10 l/min
Inner gas flow rate Fi: 4 l/min during preflow period, 5 l/min in the first and third sections of the main welding period, and 6 l/min in the second section
Preflow time: 3 seconds (The inner gas starts to jet 2 seconds after the outer gas starts to jet, and the arc occurs 1 second after that.)

以下、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態によれば、溶接線を複数の区間に分割し、インナーガスの流量を区間ごとに設定する。区間が直線部であるか円弧部であるかによって、さらには板厚、溶接姿勢、電極先端・母材間距離等の種々な溶接条件によってインナーガスの噴出状態が変化する。インナーガスの噴出状態が変化すると、ビード形状及び溶け込み形状が変化する。本実施の形態では、インナーガスの噴出状態に応じて各区間の流量を適正化することができるので、ビード形状及び溶け込み形状を良好に維持することができる
The effects of this embodiment will be described below.
According to this embodiment, the weld line is divided into a plurality of sections, and the flow rate of the inner gas is set for each section. The state of ejection of the inner gas changes depending on whether the section is a straight line or an arc, as well as on various welding conditions such as plate thickness, welding position, and distance between the electrode tip and the base material. When the state of ejection of the inner gas changes, the bead shape and penetration shape change. In this embodiment, the flow rate of each section can be optimized according to the state of ejection of the inner gas, so that the bead shape and penetration shape can be maintained well.

さらに好ましくは、本実施の形態によれば、インナーガスの流量を区間が円弧部であるときは直線部であるときとは異なる値に設定する。区間が円弧部であるときは直線部であるときに比べて溶接姿勢が刻々と変化するために、インナーガスの噴出状態が直線部とは異なる状態となる。このために、円弧部の区間のインナーガス流量を直線部とは異なる適正な値に設定することによって、溶接品質を良好に維持することができる。 More preferably, according to this embodiment, the flow rate of the inner gas is set to a different value when the section is an arc section than when it is a straight section. When the section is an arc section, the welding position changes from moment to moment compared to when it is a straight section, so the inner gas ejection state is different from that of the straight section. For this reason, by setting the inner gas flow rate in the arc section to an appropriate value different from that of the straight section, good welding quality can be maintained.

さらに好ましくは、本実施の形態によれば、溶接ロボットを使用して溶接し、区間ごとのインナーガスの流量を溶接ロボットの教示データとして保存する。このようにすると、溶接ロボットが溶接線上を移動して各区間に入ると自動的にインナーガス流量が適正値に設定されるので、溶接作業を効率化して、溶接品質を良好に維持することができる。 More preferably, according to this embodiment, welding is performed using a welding robot, and the flow rate of the inner gas for each section is saved as teaching data for the welding robot. In this way, the inner gas flow rate is automatically set to an appropriate value as the welding robot moves along the welding line and enters each section, making it possible to make the welding work more efficient and maintain good welding quality.

1 電極
2 母材
3 アーク
4 インナーノズル
5 アウターノズル
6 インナーガスボンベ
7 インナーガス
8 アウターガスボンベ
9 アウターガス
AD アーク発生判別回路
Ad アーク発生判別信号
CI インナーガス流量調整器
CO アウターガス流量調整器
Fi インナーガス流量
Ficr 本溶接インナーガス流量設定信号
FIR インナーガス流量設定回路
Fir インナーガス流量設定信号
Fo アウターガス流量
FOR アウターガス流量設定回路
For アウターガス流量設定信号
Iw 溶接電流
On 溶接開始信号
PS 溶接電源
RC ロボット制御装置
Rc 動作制御信号
RM 溶接ロボット
TI インナーガス噴出開始回路
Ti インナーガス噴出開始信号
TP プリフロー期間回路
Tp プリフロー期間信号
WT 溶接トーチ
1 Electrode 2 Base material 3 Arc 4 Inner nozzle 5 Outer nozzle 6 Inner gas cylinder 7 Inner gas 8 Outer gas cylinder 9 Outer gas AD Arc occurrence determination circuit Ad Arc occurrence determination signal CI Inner gas flow regulator CO Outer gas flow regulator Fi Inner gas flow rate Ficr Main welding inner gas flow rate setting signal FIR Inner gas flow rate setting circuit Fir Inner gas flow rate setting signal Fo Outer gas flow rate FOR Outer gas flow rate setting circuit For Outer gas flow rate setting signal Iw Welding current On Welding start signal PS Welding power source RC Robot control device Rc Operation control signal RM Welding robot TI Inner gas jet start circuit Ti Inner gas jet start signal TP Preflow period circuit Tp Preflow period signal WT Welding torch

Claims (3)

インナーガスを噴出させるインナーノズル及びアウターガスを噴出させるアウターノズルを備えた溶接トーチを使用し、
溶接線上をアークを発生させながら溶接する2重シールドティグ溶接方法において、
前記溶接線を複数の区間に分割し、
前記インナーガスの流量を前記区間ごとに設定する、
ことを特徴とする2重シールドティグ溶接方法。
A welding torch having an inner nozzle for ejecting an inner gas and an outer nozzle for ejecting an outer gas is used,
In a double shielded TIG welding method in which welding is performed while generating an arc on the weld line,
Dividing the weld line into a plurality of sections;
The flow rate of the inner gas is set for each section.
A double shielded TIG welding method.
前記インナーガスの流量を前記区間が円弧部であるときは直線部であるときとは異なる値に設定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の2重シールドティグ溶接方法。
a flow rate of the inner gas is set to a value different from that when the section is a circular arc section and when the section is a straight line section;
The double shielded TIG welding method according to claim 1 .
溶接ロボットを使用して溶接し、
前記区間ごとの前記インナーガスの流量を前記溶接ロボットの教示データとして保存する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の2重シールドティグ溶接方法。
Welding is done using a welding robot.
The flow rate of the inner gas for each section is stored as teaching data for the welding robot.
3. The double shielded TIG welding method according to claim 1 or 2.
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