JP2001219274A - Tig溶接方法 - Google Patents
Tig溶接方法Info
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Abstract
方法を提供する。 【解決手段】 TIG溶接するに際し、ワイヤ全質量に
対して金属酸化物を6.0質量%以上含むフラックスを
内包したフラックス入りワイヤを溶加材として使用し、
溶融金属中に金属酸化物を1分間当たり0.05乃至
3.0g供給しながら溶接する。また、溶融金属中に金
属酸化物を1分間当たり0.05乃至3.0g供給しな
がら溶接することが好ましい。更に、前記金属酸化物の
うちの50質量%以上がTi酸化物であることが好まし
い。
Description
ることができるTIG溶接方法に関する。
完全溶け込み及び健全な継ぎ手性能が要求される部品の
接合に利用されている。一方、TIG溶接の溶け込み深
さは2mm程度しかない。そのため、TIG溶接するに
際し、開先の加工精度又は取り付け精度が要求され、溶
接作業も高度な技量が求められ、脱技量化が進んでいな
い施工方法の1つである。このような理由から、深い溶
け込みが得られるTIG溶接の施工方法が要望されてい
る。
のPaton溶接研究所が考案し、近時、英国のTWI
(The Welding Institute)が普及させた「A−TI
G」法と呼ばれる方法がある。この方法は下記表1に示
すフラックスを溶剤で溶解してペースト状にしたものを
溶接する場所に刷毛塗りし、乾燥させた後に、TIG溶
接するものである。このTIG溶接の施工方法は、最大
12mm程度の溶け込みが得られるといわれている。
ラックス入りワイヤが、例えば特開昭61−15479
3号公報等に提案されている。
G」法は溶接面にフラックスを刷毛塗りするので手間が
かかる上に、フラックスを刷毛塗りするため、その塗布
量を一定にすることが困難である。そのため、安定した
溶け込みを得るための塗布技量が必要となり、一部を除
いては実用化には至らず、広く普及するまでには至って
いない。
記載されたTIG溶接用溶加材は、スラグ形成により、
裏波溶接時にバックシールドを使用しないで施工するこ
とを目的に開発されたものであり、深い溶け込みを得る
ために開発されたものではない。また、この従来のフラ
ックス入りワイヤをTIG溶接に使用しても、深い溶け
込みを得ることができないという問題点がある。
のであって、深い溶け込みを得ることができるTIG溶
接方法を提供することを目的とする。
方法は、TIG溶接するに際し、ワイヤ全質量に対して
金属酸化物を6.0質量%以上含有するフラックスを内
包したフラックス入りワイヤを溶加材として使用し、溶
融金属中に金属酸化物を1分間当たり0.05乃至3.
0g供給しながら溶接することを特徴とする。
G溶接するに際し、ワイヤ全質量に対して金属酸化物を
6.0質量%以上含有するフラックスを内包したフラッ
クス入りワイヤを溶加材として使用し、溶融金属中に金
属酸化物を1分間当たり0.05乃至1.5g供給しな
がら溶接することを特徴とする。
の50質量%以上がTi酸化物であることが好ましい。
すべく、鋭意実験研究を重ねた結果、フラックスを内包
したフラックス入りワイヤを溶加材として使用するとき
に溶融金属に金属酸化物を投入すると、その際に、金属
酸化物から乖離した酸素が溶融金属に固溶し、溶融金属
の対流を変化させることを見い出した。図1(a)は従
来のTIG溶接による溶け込みを示す模式図、(b)は
本発明のTIG溶接による溶け込みを示す模式図であ
る。なお、図1(a)及び(b)において示す矢印は溶
融金属2の対流の向きを示すものである。即ち、従来の
TIG溶接では、溶融金属2の対流は溶融プール表面に
沿って下向きに発生するが、図1(b)に示すように、
酸素が溶融金属2に固溶すると対流が溶融プールの中央
で下向きになり、その結果、温度が高い溶融金属2が下
向きに流れるために溶け込み深さが大きくなる。この現
象は炭素鋼、ステンレス鋼又はNi鋼等、いずれの母材
1でも同様である。
入する方法としては、粉末供給装置で直接溶融金属を
投入する方法、シールドガス等を利用して気流搬送し
て溶融金属に投入する方法及びフラックス入りワイヤ
に金属酸化物を内包させて溶融金属に投入する方法があ
る。及びの方法では少量の酸化物を安定して送給す
ることが難しく、上向き姿勢又はオーバーヘッドでは満
足に送給できないことにより採用できない。このことか
ら、の方法で最も安定して金属酸化物を供給すること
ができる。また、フラックス入りワイヤを利用すること
で、今までの装置がそのまま使え、従来と同様に施工す
ることにより深い溶け込みが得られる。
深い溶け込みが得られるか否かは溶加材として使用する
フラックス入りワイヤに内包される金属酸化物と、溶融
金属に投入される金属酸化物の量が密接に関係している
ことを見出した。
限定理由について説明する。
有するフラックスを内包するフラックス入りワイヤ 深い溶け込みを得ることとフラックス入りワイヤ中の金
属酸化物の量は密接な関係にある。フラックス入りワイ
ヤの金属酸化物の量が少ない場合に、溶融金属中に多く
の金属酸化物を投入することは、結果的に溶加材を多量
に投入することになる。その結果、アーク熱が溶加材を
溶すことに使われ、溶融金属の温度が下がってしまい、
深い溶け込みが得られなくなる。このため、フラックス
入りワイヤの金属酸化物量が一定以上、即ち、ワイヤ全
質量に対して金属酸化物を6.0質量%以上含有するフ
ラックスを内包したフラックス入りワイヤを溶加材とし
て使用することが必要である。従って、溶加材はワイヤ
全質量に対して金属酸化物を6.0質量%以上含有する
フラックスを内包したフラックス入りワイヤとする。
0.05乃至3.0g 深い溶け込みを得ることと溶融金属に投入される金属酸
化物の量は密接な関係にある。溶融金属に投入する金属
酸化物の量が少なすぎると、溶融金属中の酸素量が少な
く下向きの対流がおこらない。このため、深い溶け込み
効果が得られない。深い溶け込みを得るためには、溶融
金属中に金属酸化物を1分間当たり0.05g以上供給
する必要がある。一方、溶融金属中に投入する金属酸化
物が1分間当たり3.0gを超えると、かえって溶融金
属の温度を下げてしまい、下向きの対流を生じさせる効
果を得ることができない。従って、金属酸化物を溶融金
属中に1分間当たり0.05乃至3.0g供給しながら
溶接する。好ましくは、溶融金属中に投入する金属酸化
物は1分間当たり0.05乃至1.5gである。
g及びCaに代表される2族酸化物、Ti及びZrに代
表される4a族酸化物並びにその他のCr、Mn、F
e、Al及びSi等の数多くの酸化物で溶融金属の対流
が下向きになるという効果がある。なかでも、Ti酸化
物はTIGアークの安定性に大きく寄与する。また、発
生するスラグの融点又は表面張力等の物性を変化させ、
ビード形状及びビード外観を改善させる目的で、CaF
2又はNaF等の弗化物を添加しても、金属酸化物の量
が特許請求の範囲に示す範囲に合致すれば、溶け込み深
さに悪影響を及ぼさない。
%以上 上述のように、Ti酸化物はTIGアークの安定性に大
きく寄与する。Ti酸化物の含有量が金属酸化物のうち
の50質量%以上であると、ビード幅、ビード形状及び
ビード外観等の均一性が向上し、より美麗な溶接を行う
ことができる。従って、Ti酸化物の含有量は金属酸化
物のうちの50質量%以上とすることが好ましい。
た場合の実施例について、その特性を比較例と比較して
具体的に説明する。
使用した外皮の化学組成を示し、下記表3はステンレス
鋼用フラックス入りワイヤを使用した外皮の化学成分を
示す。これらの外皮を使用して表4及び表5に示すフラ
ックス入りワイヤ及びソリッドワイヤを作製した。
較例9及び10はフラックス入りワイヤであり、比較例
11及び12はソリッドワイヤである。
13 YFW−50DXの溶融金属化学成分になるよう
に金属原料を調整した。5乃至8及び10は、JIS
Z3323 YF308Lの溶融金属化学成分になるよ
うに金属原料を調整した。11は、JIS Z3316
YGT50相当品を使用し、12は、JIS Z33
21 Y308相当品を使用した。
SiO2については、フラックス入りワイヤを約3g計
量し、濃度が20質量%のHCl水溶液に浸漬し、溶け
残った残渣よりTi及びSiを分析し、夫々TiO2及
びSiO2に換算した値を示している。
ヤを約3g計量し、HCl、HNO 3及びH2Oを1:
1:2(体積比)の割合で混合した溶液に浸漬し、溶け
残った残渣よりAlを分析し、Al2O3に換算した値を
示している。
を約3g計量し、濃度が50質量%の酢酸水溶液に浸漬
し溶液を分析し、得られたCaをCaOに換算した値を
示している。
ように溶融金属化学成分の調整及びスラグの物性調整の
ためにフッ化物をフラックスとして添加した。
並びに9及び11のワイヤにおいては、試験板にJIS
G3106 SM490Aを使用し、5乃至8並びに
10及び12のワイヤにおいては、試験板にJIS G
4305 SUS304Lを使用した。いずれの試験片
の形状も板厚が9mm、幅が150mm、長さが300
mmのものを使用した。そして、同種の鋼鈑を2枚、幅
さ方向の端面同士を突き合わせI型開先とし下記表4及
び表5に示す溶接ワイヤを使用し溶融金属に投入される
酸化物量を調整して下記表6に示す溶接条件で溶接し
た。
了後に、溶接ビードに対して垂直に試験板を切断して断
面試料を作製し、そして、この試料について顕微鏡を使
用して溶け込み深さを実測した。
された酸化物量を示し、その単位はg/分であり、表7
に示す条件で溶接したときの溶け込み深さを表8に示
し、その単位はmmである。
合計及びワイヤ中の金属原料及び弗化物の合計の単位は
質量%である。また、表4のF率はフラックス充填率を
示し、その単位は質量%である。
例であり、それ以外の部分は実施例である。表8に示す
ように、実施例においては、比較例と比べて溶け込み量
が多く、深い溶け込みを得ることができた。また、フラ
ックス入りワイヤの組成が本発明の範囲にある1乃至3
並びに5、6及び8であっても、1分間当たりの金属酸
化物投入量が本発明の上限値を超えると、深い溶け込み
を得ることができなかった。更に、フラックス入りワイ
ヤの組成が本発明の範囲にある4であっても、1分間当
たりの金属酸化物投入量が本発明の下限値未満である
と、深い溶け込みを得ることができなかった。更にま
た、9及び10は、フラックス入りワイヤの組成が本発
明の範囲から外れるので、1分間当たりの金属酸化物投
入量が本発明の範囲内であっても、深い溶け込みを得る
ことができなかった。また、11及び12のソリッドワ
イヤを使用しても、深い溶け込みを得ることができなか
った。
加材に含有される金属酸化物の量及び溶加材の供給量を
適切に規定したので、深い溶け込みを得ることができ
る。
す模式図、(b)は本発明のTIG溶接による溶け込み
を示す模式図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 TIG溶接するに際し、ワイヤ全質量に
対して金属酸化物を6.0質量%以上含有するフラック
スを内包したフラックス入りワイヤを溶加材として使用
し、溶融金属中に金属酸化物を1分間当たり0.05乃
至3.0g供給しながら溶接することを特徴とするTI
G溶接方法。 - 【請求項2】 TIG溶接するに際し、ワイヤ全質量に
対して金属酸化物を6.0質量%以上含有するフラック
スを内包したフラックス入りワイヤを溶加材として使用
し、溶融金属中に金属酸化物を1分間当たり0.05乃
至1.5g供給しながら溶接することを特徴とするTI
G溶接方法。 - 【請求項3】 前記金属酸化物のうちの50質量%以上
がTi酸化物であることを特徴とする請求項1又は2に
記載のTIG溶接方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000033238A JP2001219274A (ja) | 2000-02-10 | 2000-02-10 | Tig溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000033238A JP2001219274A (ja) | 2000-02-10 | 2000-02-10 | Tig溶接方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001219274A true JP2001219274A (ja) | 2001-08-14 |
Family
ID=18557743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000033238A Pending JP2001219274A (ja) | 2000-02-10 | 2000-02-10 | Tig溶接方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001219274A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010125490A (ja) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | I型継手の溶接方法及びそのi型溶接継手並びにそれを用いた溶接構造物 |
JP2010167425A (ja) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 上下t型継手の溶接方法及び上下t型溶接継手並びにこれを用いた溶接構造物 |
-
2000
- 2000-02-10 JP JP2000033238A patent/JP2001219274A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010125490A (ja) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | I型継手の溶接方法及びそのi型溶接継手並びにそれを用いた溶接構造物 |
JP2010167425A (ja) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 上下t型継手の溶接方法及び上下t型溶接継手並びにこれを用いた溶接構造物 |
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