JP2002224829A - ピークパルスｔｉｇによる狭開先溶接方法および装置 - Google Patents
ピークパルスｔｉｇによる狭開先溶接方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】狭開先内でのアークの偏向を防止しつつ、溶接
中のアーク圧力を制御し、厚板材の狭開先溶接の施工性
を安定にし、高品質の溶接部を得る。 【解決手段】非消耗電極４と狭開先形状を設けた被溶接
母材１間にピークパルスＴＩＧアーク５を発生させ、ア
ーク中にワイヤ７を送給して溶接を行う狭開先溶接にお
いて、厚板材を１層溶接する毎に開先下部幅Ｗ及び開先
深さＨを計測し、開先深さによってガス流量を制御し、
開先下部幅によってピーク電流値を制御する。ピーク値
３００〜５００Ａの範囲で、アーク圧力を７００〜１５
００MPaに制御して、高品質の狭開先溶接を行う。
中のアーク圧力を制御し、厚板材の狭開先溶接の施工性
を安定にし、高品質の溶接部を得る。 【解決手段】非消耗電極４と狭開先形状を設けた被溶接
母材１間にピークパルスＴＩＧアーク５を発生させ、ア
ーク中にワイヤ７を送給して溶接を行う狭開先溶接にお
いて、厚板材を１層溶接する毎に開先下部幅Ｗ及び開先
深さＨを計測し、開先深さによってガス流量を制御し、
開先下部幅によってピーク電流値を制御する。ピーク値
３００〜５００Ａの範囲で、アーク圧力を７００〜１５
００MPaに制御して、高品質の狭開先溶接を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はピークパルスＴＩＧ
による狭開先溶接方法及び装置に関する。
による狭開先溶接方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にタングステンを主成分とする非消
耗電極を使用する溶接法として、ＴＩＧアーク溶接やプ
ラズマアーク溶接が知られている。近年、高品質溶接が
可能なことから、ＴＩＧアーク溶接による狭開先化が図
られている。ＴＩＧアーク溶接による狭開先溶接方法に
は、フィラーワイヤを通電加熱して溶着速度を増すホッ
トワイヤＴＩＧ溶接やインナーガスにAr＋Heガスを用い
2重シールド法にし、ガスピンチ力を利用してアークを
収縮させ、アークの硬直性を大きくしたＴＩＧ溶接等が
ある。
耗電極を使用する溶接法として、ＴＩＧアーク溶接やプ
ラズマアーク溶接が知られている。近年、高品質溶接が
可能なことから、ＴＩＧアーク溶接による狭開先化が図
られている。ＴＩＧアーク溶接による狭開先溶接方法に
は、フィラーワイヤを通電加熱して溶着速度を増すホッ
トワイヤＴＩＧ溶接やインナーガスにAr＋Heガスを用い
2重シールド法にし、ガスピンチ力を利用してアークを
収縮させ、アークの硬直性を大きくしたＴＩＧ溶接等が
ある。
【０００３】また、特開昭49−115957号、特開平11−28
568号に記載のように、高周波パルス電流のピーク電流
値を大きくし、電磁ピンチ力を利用してアークを収縮さ
せ、アークの硬直性を大きくした高周波パルスＴＩＧ溶
接が知られている。
568号に記載のように、高周波パルス電流のピーク電流
値を大きくし、電磁ピンチ力を利用してアークを収縮さ
せ、アークの硬直性を大きくした高周波パルスＴＩＧ溶
接が知られている。
【０００４】一方、ＴＩＧアーク溶接による狭開先溶接
の溶接制御には、溶接線の追従(倣い)が制御の主目的で
あり、特開平9−38777号に記載のように、溶接電流、ア
ーク電圧信号を利用した溶接制御や、特開平2−104476
号に記載のようにカメラ(ITV,CCD)による画像処理技術
を利用した溶接制御等がある。
の溶接制御には、溶接線の追従(倣い)が制御の主目的で
あり、特開平9−38777号に記載のように、溶接電流、ア
ーク電圧信号を利用した溶接制御や、特開平2−104476
号に記載のようにカメラ(ITV,CCD)による画像処理技術
を利用した溶接制御等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、厚板材の狭開
先溶接では多層溶接となるため、一層溶接毎に溶接変形
により溶接継手の開先幅が減少する。特に、高ピークパ
ルスＴＩＧ溶接は、パルス電流のピーク電流値を大きく
し、電磁ピンチ力を利用してアークを収縮させ、アーク
の硬直性及びアーク圧力を大きくしているため、開先幅
が例えば６°より狭くなると、アーク圧力によって溶湯
の吹かれ（ハンピングビード）が発生するという問題が
ある。
先溶接では多層溶接となるため、一層溶接毎に溶接変形
により溶接継手の開先幅が減少する。特に、高ピークパ
ルスＴＩＧ溶接は、パルス電流のピーク電流値を大きく
し、電磁ピンチ力を利用してアークを収縮させ、アーク
の硬直性及びアーク圧力を大きくしているため、開先幅
が例えば６°より狭くなると、アーク圧力によって溶湯
の吹かれ（ハンピングビード）が発生するという問題が
ある。
【０００６】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を克服し、狭開先内での側壁へのアークの偏向を防止
しつつ、ハンビングビードの発生を防止し、厚板材の狭
開先溶接の施工性を安定にするピークパルスＴＩＧによ
る狭開先溶接方法及び装置を提供することにある。
点を克服し、狭開先内での側壁へのアークの偏向を防止
しつつ、ハンビングビードの発生を防止し、厚板材の狭
開先溶接の施工性を安定にするピークパルスＴＩＧによ
る狭開先溶接方法及び装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、非消耗電極と狭開先形状を設けた被溶接母材間に
ピークパルスＴＩＧアークを発生させ、狭開先内のアー
ク中にフィラーワイヤを送給して溶接を行う狭開先溶接
方法において、狭開先深さに応じてシールドガス量を調
節すルートともに、狭開先内のピークパルスＴＩＧアー
クのアーク圧力を700ＭPa〜1500ＭPaの範囲内に制御す
ることを特徴とする。
明は、非消耗電極と狭開先形状を設けた被溶接母材間に
ピークパルスＴＩＧアークを発生させ、狭開先内のアー
ク中にフィラーワイヤを送給して溶接を行う狭開先溶接
方法において、狭開先深さに応じてシールドガス量を調
節すルートともに、狭開先内のピークパルスＴＩＧアー
クのアーク圧力を700ＭPa〜1500ＭPaの範囲内に制御す
ることを特徴とする。
【０００８】前記アーク圧力は、パルス電流のピーク値
を３００〜５００Ａの範囲に制御することで得ることが
できる。
を３００〜５００Ａの範囲に制御することで得ることが
できる。
【０００９】また、本発明は、非消耗電極と狭開先形状
を設けた被溶接母材間にピークパルスＴＩＧアークを発
生させ、狭開先内のアーク中にフィラーワイヤを送給し
て溶接を行う狭開先溶接装置において、一層毎の溶接前
に前記狭開先形状の深さと幅を計測する狭開先形状計測
装置と、計測した開先深さに応じてシールドガス量を調
節し、計測した開先下部幅が非消耗電極径の２倍以上か
を判定し、その結果に応じてパルス電流のピーク値を制
御する制御装置を設けることを特徴とする。
を設けた被溶接母材間にピークパルスＴＩＧアークを発
生させ、狭開先内のアーク中にフィラーワイヤを送給し
て溶接を行う狭開先溶接装置において、一層毎の溶接前
に前記狭開先形状の深さと幅を計測する狭開先形状計測
装置と、計測した開先深さに応じてシールドガス量を調
節し、計測した開先下部幅が非消耗電極径の２倍以上か
を判定し、その結果に応じてパルス電流のピーク値を制
御する制御装置を設けることを特徴とする。
【００１０】前記開先下部幅の判定結果が２倍以上の場
合は、溶接時のピーク値を400A〜500Aの範囲内で所定値
に設定し、２倍未満の場合は溶接時のピーク値を300A〜
400Aの範囲内で所定値に設定する。
合は、溶接時のピーク値を400A〜500Aの範囲内で所定値
に設定し、２倍未満の場合は溶接時のピーク値を300A〜
400Aの範囲内で所定値に設定する。
【００１１】さらに、前記ピーク値を設定した後に、前
記パルス電流のデューティ比を制御して溶接時の入熱量
を最適化する。
記パルス電流のデューティ比を制御して溶接時の入熱量
を最適化する。
【００１２】本発明の作用を説明する。厚板材の狭開先
溶接では、多層溶接となるため、溶接する毎に溶接変形
により溶接継手の開先幅が減少する。このため、狭開先
内に通常のパルスＴＩＧ溶接を適用した場合、狭開先内
の側壁にアークが偏向し、溶接ビードの乱れや、溶接ワ
イヤと非消耗電極の溶着等の問題が生じ、溶接が不可能
となる。
溶接では、多層溶接となるため、溶接する毎に溶接変形
により溶接継手の開先幅が減少する。このため、狭開先
内に通常のパルスＴＩＧ溶接を適用した場合、狭開先内
の側壁にアークが偏向し、溶接ビードの乱れや、溶接ワ
イヤと非消耗電極の溶着等の問題が生じ、溶接が不可能
となる。
【００１３】本発明では、パルス電流のピーク値を大き
くし、電磁ピンチ力を利用してアークを収縮させ、アー
クの硬直性及びアーク圧力を大きくした高ピークパルス
ＴＩＧ溶接を厚板材の狭開先溶接に適用することにし
た。
くし、電磁ピンチ力を利用してアークを収縮させ、アー
クの硬直性及びアーク圧力を大きくした高ピークパルス
ＴＩＧ溶接を厚板材の狭開先溶接に適用することにし
た。
【００１４】図５は狭開先内におけるアーク圧力とピー
ク電流の関係を示すグラフ、図６はその試験装置であ
る。開先下部幅４ｍｍの模擬冶具で、パルス電流のピー
ク値を３００Ａ，４００Ａ，５００Ａと変えながら、開
先内のアーク圧力分布を水冷銅板を介して計測した。こ
の試験により、開先中心（０ｍｍ）での最大アーク圧力
が約７００MPa以下ではアーク指向性が低下し、アーク
が側壁に偏向するため溶接が不可能になる。また、最大
圧力が約１５００MPa以上の場合は、アーク圧力が高い
ために溶融池が吹かれてハンピングビードが発生した
り、非消耗電極への溶着が発生したりして溶接が不可能
になる。
ク電流の関係を示すグラフ、図６はその試験装置であ
る。開先下部幅４ｍｍの模擬冶具で、パルス電流のピー
ク値を３００Ａ，４００Ａ，５００Ａと変えながら、開
先内のアーク圧力分布を水冷銅板を介して計測した。こ
の試験により、開先中心（０ｍｍ）での最大アーク圧力
が約７００MPa以下ではアーク指向性が低下し、アーク
が側壁に偏向するため溶接が不可能になる。また、最大
圧力が約１５００MPa以上の場合は、アーク圧力が高い
ために溶融池が吹かれてハンピングビードが発生した
り、非消耗電極への溶着が発生したりして溶接が不可能
になる。
【００１５】この結果、狭開先内でのアーク圧力がおよ
そ７００MPa〜１５００MPaの範囲ではアークの偏向が防
止され、溶湯の吹かれ、ハンピングビードの発生及び非
消耗電極への溶着を防止できることが認められた。これ
により、溶接施工を容易にするとともに、アークの偏向
による溶接部の溶け込み不良、不連続ビード、狭開先内
の側壁部の未溶融等による欠陥発生を防止し、高品質の
溶接部が得られる。
そ７００MPa〜１５００MPaの範囲ではアークの偏向が防
止され、溶湯の吹かれ、ハンピングビードの発生及び非
消耗電極への溶着を防止できることが認められた。これ
により、溶接施工を容易にするとともに、アークの偏向
による溶接部の溶け込み不良、不連続ビード、狭開先内
の側壁部の未溶融等による欠陥発生を防止し、高品質の
溶接部が得られる。
【００１６】本発明のピークパルスＴＩＧによる狭開先
溶接では、ピーク電流の変化にあわせて溶接中の入熱量
も変化するため、デューティ比を変えて入熱量を一定に
保っている。なお、パルス電流の周波数やベース電流に
よって入熱量を制御しても良い。周波数は、好ましくは
100Hz〜15kHzが望ましい。
溶接では、ピーク電流の変化にあわせて溶接中の入熱量
も変化するため、デューティ比を変えて入熱量を一定に
保っている。なお、パルス電流の周波数やベース電流に
よって入熱量を制御しても良い。周波数は、好ましくは
100Hz〜15kHzが望ましい。
【００１７】本発明の狭開先溶接に用いる非消耗電極
は、Th−W、Ce−W、Zr−W、La−Wなどのタングステン合
金が良く、その電極形状は、狭開先化に合わせて矩形、
長方形、楕円形を用いることができる。非消耗電極の電
極径（電極幅）を小さくすると、狭開先化が可能にな
る。本発明では狭開先形状のルート幅または開先下部幅
が、非消耗電極の電極径（電極幅）の2倍以上とするこ
とが望ましい。
は、Th−W、Ce−W、Zr−W、La−Wなどのタングステン合
金が良く、その電極形状は、狭開先化に合わせて矩形、
長方形、楕円形を用いることができる。非消耗電極の電
極径（電極幅）を小さくすると、狭開先化が可能にな
る。本発明では狭開先形状のルート幅または開先下部幅
が、非消耗電極の電極径（電極幅）の2倍以上とするこ
とが望ましい。
【００１８】なお、狭開先内の開先下部幅が狭くなる
と、アークの偏向やハンピングビードが発生するので、
上記の範囲でアークの圧力を低下させる必要がある。し
たがって、アーク圧力が７００MPa以下になる場合は、
次の層の溶接を一旦中断し、開先内の加工を行い、開先
下部幅が非消耗電極の電極径（電極幅）の2倍以上にな
るようにして、再溶接を行う。
と、アークの偏向やハンピングビードが発生するので、
上記の範囲でアークの圧力を低下させる必要がある。し
たがって、アーク圧力が７００MPa以下になる場合は、
次の層の溶接を一旦中断し、開先内の加工を行い、開先
下部幅が非消耗電極の電極径（電極幅）の2倍以上にな
るようにして、再溶接を行う。
【００１９】本発明の狭開先溶接に用いるシールドガス
は、ArまたはH，Heを含むArガスを用いルートよく、一
層毎の溶接前に狭開先形状を計測し、その開先深さによ
って、ArまたはH，Heを含むArガスの流量を調整するこ
とにより、アークの安定及びシールド性を高め、酸化の
少ない溶接部が得られる。
は、ArまたはH，Heを含むArガスを用いルートよく、一
層毎の溶接前に狭開先形状を計測し、その開先深さによ
って、ArまたはH，Heを含むArガスの流量を調整するこ
とにより、アークの安定及びシールド性を高め、酸化の
少ない溶接部が得られる。
【００２０】本発明によれば、一般の溶接構造物はもち
ろん、化学プラントや原子力発電プラントの厚板材の狭
開先継手に適用でき、コストの低減と溶接品質の向上が
図れる。
ろん、化学プラントや原子力発電プラントの厚板材の狭
開先継手に適用でき、コストの低減と溶接品質の向上が
図れる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を説明す
る。図1は一実施例によるピークパルスＴＩＧによる狭
開先溶接装置のシステム構成を示す概要図、図２は溶接
継手の狭開先形状を示す断面図である。溶接すべき被溶
接母材１，２の対象物は、例えば化学プラントや原子力
発電プラントの溶接継手であり、板厚ｔを有する被溶接
母材１には、狭開先端面にルート長さLaを有するルート
部２ａ，２ｂ、角度θをなした開先面３ａ，３ｂが設け
られている。
る。図1は一実施例によるピークパルスＴＩＧによる狭
開先溶接装置のシステム構成を示す概要図、図２は溶接
継手の狭開先形状を示す断面図である。溶接すべき被溶
接母材１，２の対象物は、例えば化学プラントや原子力
発電プラントの溶接継手であり、板厚ｔを有する被溶接
母材１には、狭開先端面にルート長さLaを有するルート
部２ａ，２ｂ、角度θをなした開先面３ａ，３ｂが設け
られている。
【００２２】溶接装置１０から母材１と溶接ヘッド９に
設けられた非消耗電極４にピークパルスが印加され、こ
のパルスにより開先下部の肉盛溶接部８に向けてＴＩＧ
アーク５が発生する。そして、給送装置６からアーク中
に溶接ワイヤ７を給送し、ワイヤを溶融して肉盛溶接を
行なう。開先３から出た電極４の外周は図示しないガス
管で覆われ、この管内に溶接装置からシールドガスが給
送される。溶接ヘッド９の手前側には、非接触で狭開先
形状を計測する変位計１２が設けられ、計測結果は制御
装置１１の狭開先形状記憶部１１３に格納される。通
常、溶接ワイヤ７と変位計１２の位置は溶接ヘッド９を
挟んで対向する位置に配置される。変位計１２にはITV
やCCD等のカメラや、レーザ変位計が用いられる。
設けられた非消耗電極４にピークパルスが印加され、こ
のパルスにより開先下部の肉盛溶接部８に向けてＴＩＧ
アーク５が発生する。そして、給送装置６からアーク中
に溶接ワイヤ７を給送し、ワイヤを溶融して肉盛溶接を
行なう。開先３から出た電極４の外周は図示しないガス
管で覆われ、この管内に溶接装置からシールドガスが給
送される。溶接ヘッド９の手前側には、非接触で狭開先
形状を計測する変位計１２が設けられ、計測結果は制御
装置１１の狭開先形状記憶部１１３に格納される。通
常、溶接ワイヤ７と変位計１２の位置は溶接ヘッド９を
挟んで対向する位置に配置される。変位計１２にはITV
やCCD等のカメラや、レーザ変位計が用いられる。
【００２３】制御装置１１には、狭開先幅Ｗに応じてパ
ルス電流のピーク値を制御したり、デューティ比を変え
て入熱量を制御するパルス電流制御部１１１と、狭開先
深さに応じてシールドガス量を制御するシールドガス量
制御部１１２を設けている。溶接装置１０はこの制御結
果を受け取って、パルス電流を出力する出力部１０１と
シールドガス出力部１０２から出力する。なお、溶接装
置１０と制御装置１１は一体的に構成されてもよい。
ルス電流のピーク値を制御したり、デューティ比を変え
て入熱量を制御するパルス電流制御部１１１と、狭開先
深さに応じてシールドガス量を制御するシールドガス量
制御部１１２を設けている。溶接装置１０はこの制御結
果を受け取って、パルス電流を出力する出力部１０１と
シールドガス出力部１０２から出力する。なお、溶接装
置１０と制御装置１１は一体的に構成されてもよい。
【００２４】図３はパルス電流の波形を示した一例であ
る。ピーク値Ｉｐは３００〜５００Ａの範囲、ベース電
流Ｉｂはたとえば４０Ａである。周波数は１００〜１５
ｋＨｚ、デューティ比は３：７〜５：５程度である。
る。ピーク値Ｉｐは３００〜５００Ａの範囲、ベース電
流Ｉｂはたとえば４０Ａである。周波数は１００〜１５
ｋＨｚ、デューティ比は３：７〜５：５程度である。
【００２５】次に、本装置の動作を説明する。図４は主
として制御装置が行なう処理手順を示している。まず、
一層毎の溶接前に、CCDカメラなどにより狭開先形状を
計測し、開先深さＨ及び開先下部幅Ｗを記憶する（ｓ１
０）。次に、開先深さＨに応じて溶接時のシールドガス
量を制御する（ｓ２０）。すなわち、開先深さＨが深い
ほどシールドガス量を多くして、アークが肉盛部に届く
ようにする。
として制御装置が行なう処理手順を示している。まず、
一層毎の溶接前に、CCDカメラなどにより狭開先形状を
計測し、開先深さＨ及び開先下部幅Ｗを記憶する（ｓ１
０）。次に、開先深さＨに応じて溶接時のシールドガス
量を制御する（ｓ２０）。すなわち、開先深さＨが深い
ほどシールドガス量を多くして、アークが肉盛部に届く
ようにする。
【００２６】次に、開先下部幅Ｗが電極径（電極幅）の
２倍以上か判定し（ｓ３０）、２倍以上であれば、パル
ス電流のピーク値Ｉｐを４００〜５００Ａの範囲に調整
する（ｓ４０）。一方、２倍未満であれば、パルス電流
のピーク値Ｉｐを３００〜４００Ａの範囲に調整する
（ｓ５０）。そして、各々のピーク値に応じて、溶接パ
ワーが一定になるように最適化を行なう（ｓ６０）。具
体的には、デューティ比を変えて入熱量を制御する。こ
れにより、一層の溶接が開始される（ｓ７０）。
２倍以上か判定し（ｓ３０）、２倍以上であれば、パル
ス電流のピーク値Ｉｐを４００〜５００Ａの範囲に調整
する（ｓ４０）。一方、２倍未満であれば、パルス電流
のピーク値Ｉｐを３００〜４００Ａの範囲に調整する
（ｓ５０）。そして、各々のピーク値に応じて、溶接パ
ワーが一定になるように最適化を行なう（ｓ６０）。具
体的には、デューティ比を変えて入熱量を制御する。こ
れにより、一層の溶接が開始される（ｓ７０）。
【００２７】この状態で、角度θをなした開先面4を有
する溶接継手１ａ、１ｂの開先内にタングステンを主成
分とする非消耗電極4を挿入し、溶接継手１ａ、１ｂと
非消耗電極4間にパルス電流を出力し、高ピークパルス
ＴＩＧアーク5を発生させ、アーク圧力を700Pa〜1500Pa
の範囲内に制御しながら、溶接ワイヤ7を溶融させ肉盛
溶接部8形成する。このピークパルスＴＩＧ溶接を複数
回行い、狭開先形状を有する溶接継手の肉盛溶接を行な
う。
する溶接継手１ａ、１ｂの開先内にタングステンを主成
分とする非消耗電極4を挿入し、溶接継手１ａ、１ｂと
非消耗電極4間にパルス電流を出力し、高ピークパルス
ＴＩＧアーク5を発生させ、アーク圧力を700Pa〜1500Pa
の範囲内に制御しながら、溶接ワイヤ7を溶融させ肉盛
溶接部8形成する。このピークパルスＴＩＧ溶接を複数
回行い、狭開先形状を有する溶接継手の肉盛溶接を行な
う。
【００２８】図７は本実施例による溶接の結果を示して
いる。開先形状は下部幅４ｍｍ、上部幅5.7ｍｍ、開先
角３°で、板厚は２０ｍｍである。パルスＴＩＧ溶接
で、周波数は４８６Ｈｚ、ピーク電流値は４５６〜３６
７Ａまで可変している。図示のように、溶接層数（回）
毎の肉盛高さ、開先幅上部、開先幅下部及び入熱量が変
化している。開先幅上部は層を重ねる毎に低下して、７
〜８回で下部幅とほぼ一致している。図８は上記溶接条
件（図７）での溶接部の断面形状を示している。図示の
ように、欠陥の発生がみられず、高品質の溶接部が得ら
れている。
いる。開先形状は下部幅４ｍｍ、上部幅5.7ｍｍ、開先
角３°で、板厚は２０ｍｍである。パルスＴＩＧ溶接
で、周波数は４８６Ｈｚ、ピーク電流値は４５６〜３６
７Ａまで可変している。図示のように、溶接層数（回）
毎の肉盛高さ、開先幅上部、開先幅下部及び入熱量が変
化している。開先幅上部は層を重ねる毎に低下して、７
〜８回で下部幅とほぼ一致している。図８は上記溶接条
件（図７）での溶接部の断面形状を示している。図示の
ように、欠陥の発生がみられず、高品質の溶接部が得ら
れている。
【００２９】本実施例によれば、ピークパルスＴＩＧア
ークの圧力を700MPa〜1500MPaの範囲内に制御しながら
肉盛溶接を行うので、狭開先溶接時の溶湯の吹かれが防
止され、ハンピングビードの発生や非消耗電極の溶着が
防止され、溶接施工を容易にできる。また、アークの偏
向による溶接部の溶け込み不良、不連続ビード、狭開先
内の側壁部の未溶融等による欠陥が発生せず、高品質の
溶接部が得られる。アーク圧力を700MPa〜1500MPaの範
囲内に制御すれば高品質の溶接部が得られるが、より好
ましくはアーク圧力を800MPa〜1200MPaの範囲とする。
ークの圧力を700MPa〜1500MPaの範囲内に制御しながら
肉盛溶接を行うので、狭開先溶接時の溶湯の吹かれが防
止され、ハンピングビードの発生や非消耗電極の溶着が
防止され、溶接施工を容易にできる。また、アークの偏
向による溶接部の溶け込み不良、不連続ビード、狭開先
内の側壁部の未溶融等による欠陥が発生せず、高品質の
溶接部が得られる。アーク圧力を700MPa〜1500MPaの範
囲内に制御すれば高品質の溶接部が得られるが、より好
ましくはアーク圧力を800MPa〜1200MPaの範囲とする。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、ピークパルスＴＩＧア
ークの圧力を700MPa〜1500MPaの範囲内に制御できるの
で、ハンピングビードなどの発生を防止して溶接施工を
容易にし、また、溶接部の欠陥発生を防止して溶接品質
を向上できる効果がある。
ークの圧力を700MPa〜1500MPaの範囲内に制御できるの
で、ハンピングビードなどの発生を防止して溶接施工を
容易にし、また、溶接部の欠陥発生を防止して溶接品質
を向上できる効果がある。
【図１】本発明のピークパルスＴＩＧによる狭開先溶接
装置のシステム構成を示す概略図。
装置のシステム構成を示す概略図。
【図２】狭開先形状の断面図。
【図３】ピークパルス電流の波形図。
【図４】一実施例によるピークパルスＴＩＧ狭開先溶接
装置の手順を示すフロー図。
装置の手順を示すフロー図。
【図５】開先内の圧力分布を示すグラフ。
【図６】開先内の圧力分布を測定する試験装置の構成
図。
図。
【図７】一実施例による溶接結果を示すグラフ。
【図８】溶接結果を示す溶接部の断面形状図。
１ａ，１ｂ…被溶接母材、２ａ，２ｂ…ルート部、３
ａ，３ｂ…開先面、４…非消耗電極、５…アーク、６…
ワイヤ送給装置、７…溶接ワイヤ、８…肉盛溶接部、９
…溶接ヘッド、１０…ＴＩＧ溶接装置、１１…制御装
置、１２…変位計。
ａ，３ｂ…開先面、４…非消耗電極、５…アーク、６…
ワイヤ送給装置、７…溶接ワイヤ、８…肉盛溶接部、９
…溶接ヘッド、１０…ＴＩＧ溶接装置、１１…制御装
置、１２…変位計。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｋ 9/167 Ｂ２３Ｋ 9/167 Ｄ (72)発明者 宮崎 邦夫 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 浦山 義直 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 4E001 AA03 BB07 DD01 DE04 DF06 DF09 EA01 EA10 QA01 QA05 4E082 AA08 AA11 BA04 EA02 EF07 EF15 EF22 EF30 HA04
Claims (5)
- 【請求項１】 非消耗電極と狭開先形状を設けた被溶接
母材間にピークパルスＴＩＧアークを発生させ、狭開先
内のアーク中にフィラーワイヤを送給して溶接を行う狭
開先溶接方法において、 狭開先深さに応じてシールドガス量を調節するととも
に、狭開先内のピークパルスＴＩＧアークのアーク圧力
を700ＭPa〜1500ＭPaの範囲内に制御することを特徴と
するピークパルスＴＩＧによる狭開先溶接方法。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記アーク圧力は、パルス電流のピーク値を３００〜５
００Ａの範囲に制御して得ることを特徴とするピークパ
ルスＴＩＧによる狭開先溶接方法。 - 【請求項３】 非消耗電極と狭開先形状を設けた被溶接
母材間にピークパルスＴＩＧアークを発生させ、狭開先
内のアーク中にフィラーワイヤを送給して溶接を行う狭
開先溶接装置において、 一層毎の溶接前に前記狭開先形状の深さと幅を計測する
狭開先形状計測装置と、計測した開先深さに応じてシー
ルドガス量を調節し、計測した開先下部幅が非消耗電極
径の２倍以上かを判定し、その結果に応じてパルス電流
のピーク値を制御する制御装置を設けることを特徴とす
るピークパルスＴＩＧによる狭開先溶接装置。 - 【請求項４】 請求項３において、 前記開先下部幅の判定結果が、２倍以上の場合は溶接時
のピーク値を400A〜500Aの範囲内で所定値に設定し、２
倍未満の場合は溶接時のピーク値を300A〜400Aの範囲内
で所定値に設定することを特徴とするピークパルスＴＩ
Ｇによる狭開先溶接装置。 - 【請求項５】 請求項４において、 前記ピーク値を設定した後に、前記パルス電流のデュー
ティ比を制御して溶接時の入熱量を最適化することを特
徴とするピークパルスＴＩＧによる狭開先溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001028101A JP2002224829A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | ピークパルスｔｉｇによる狭開先溶接方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2001028101A JP2002224829A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | ピークパルスｔｉｇによる狭開先溶接方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002224829A true JP2002224829A (ja) | 2002-08-13 |
Family
ID=18892658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001028101A Pending JP2002224829A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | ピークパルスｔｉｇによる狭開先溶接方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002224829A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007021516A (ja) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Hitachi Ltd | 狭開先溶接方法及び溶接構造物並びにその溶接装置 |
| RU2475344C1 (ru) * | 2011-10-10 | 2013-02-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт монтажной технологии-Атомстрой" (ОАО "НИКИМТ-Атомстрой") | Способ сварки неплавящимся электродом в защитных газах |
| RU2533616C1 (ru) * | 2013-04-11 | 2014-11-20 | Открытое акционерное общество "Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов" | Способ дуговой сварки |
| CN104668744A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-06-03 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 用于厚壁核聚变真空室的自动tig焊接工艺 |
| CN105537737A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-05-04 | 山东大学 | 一种液态天然气储罐立缝位置的窄间隙焊接方法 |
| CN109570693A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-04-05 | 湘潭大学 | 一种窄间隙磁控摆动电弧焊缝表面形态自适应控制方法 |
| CN112958876A (zh) * | 2021-02-22 | 2021-06-15 | 兰州交通大学 | 窄间隙坡口横向变形下tig电弧压力辅助测量装置 |
-
2001
- 2001-02-05 JP JP2001028101A patent/JP2002224829A/ja active Pending
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| JP4528683B2 (ja) * | 2005-07-14 | 2010-08-18 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 狭開先溶接方法及び溶接構造物並びにその溶接装置 |
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