JP2013146753A

JP2013146753A - 溶接方法

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Publication number: JP2013146753A
Application number: JP2012008085A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Narita; 竜一成田; Nobuyuki Hori; 展之堀
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2012-01-18
Filing date: 2012-01-18
Publication date: 2013-08-01
Anticipated expiration: 2032-01-18
Also published as: JP5909097B2

Abstract

【課題】初層ビードの形成時に溶接母材に発生した熱影響部を、残層ビードの重ね溶接時に確実に焼き戻し可能にし、溶接母材の健全性を良好に保つことのできる溶接方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る溶接方法は、溶接母材１１上に形成した初層ビード１３の上に残層ビード１５を重ね溶接し、初層ビード１３の形成時に溶接母材１１に生じた熱影響部１４を残層ビード１５の溶接熱により焼き戻す場合において、残層ビード１５の最初のパスと最後のパスの形成時に、溶接トーチ１２を残層ビード１５の幅方向内側に傾斜させながら走査することにより、残層ビード１５の幅方向の一側と他側とで溶接母材１１に対する溶接熱の加わり方に差を生じさせ、溶接熱の加わり方が大きい側を初層ビード１３の幅方向外縁部の領域に重ねるようにして、その溶接熱を熱影響部１４に掛けながら溶接を行い、熱影響部１４を焼き戻すことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、溶接母材上に形成した初層の溶接ビードの上に残層の溶接ビードを重ね溶接し、初層の溶接ビードを形成した時に前記溶接母材に生じた熱影響部を、残層の溶接ビードの重ね溶接時における溶接熱によって焼き戻すようにした、例えばテンパービード溶接等の溶接方法に関するものである。

原子炉圧力容器、石油やガス等のパイプライン、あるいは海洋構造物等において、炭素鋼や低合金高張力鋼からなる鉄鋼構造体における腐食や亀裂等の欠陥部の補修方法として、欠陥部をグラインダー等で抉り取った後、ＴＩＧ溶接等により肉盛り溶接する補修方法が採られている。このような補修を行う場合には、肉盛り溶接を行う際の溶接熱の影響により材料の性質が変化してしまう。このような熱影響部でも、特に高温まで加熱された領域は、組織の変態が生じ、一般に焼き入れされた組織となって部分的に硬化してしまう。

このように硬化した部分は応力腐食割れや脆性破壊等の起点になる虞があるため、通常は、硬化した部分を熱処理して焼き戻しすることにより、熱影響部の機械的特性を改善している。しかしながら、既設プラント等の補修では、熱処理が実施不可能な場合がある。そのため、溶接後の熱処理を省略可能な溶接技術の確立が望まれている。

溶接後の熱処理を不要とする溶接技術として、テンパービード溶接が知られている。テンパービード溶接では、例えば、図９に示すように溶接母材５１上に初層ビード５２（下地層）を溶接した後、図１０に示すように初層ビード５２上に複数の残層ビード５３を重ねて溶接する。初層ビード５２を形成する際には、溶接母材５１の溶接部近傍が急速に加熱冷却されることにより焼き入れ状態となり、熱影響部（硬化域）５４が形成されるが、この熱影響部５４は、初層ビード５２の上に残層ビード５３を重ねて溶接する際の溶接熱により焼き戻される。よって、テンパービード溶接では、肉盛溶接をすると同時に、溶接母材５１中に発生した硬化域を焼き戻して補修部位を強化することができる。

溶接においては、通常、ビードが垂れ落ちることを防止するため、図１０に示すように、残層ビード５３は初層ビード５２の端部より内側に重ね溶接される。このように、初層ビード５２の端部より内側に残層ビード５３を重ね溶接した場合、初層ビード５２の形成時に生成された溶接母材５１の硬化域（熱影響部５４）のうち、幅方向中央部の領域（定常部）５４ａを焼き戻すことはできるものの、硬化域の外縁部５４ｂには残層ビード５３の溶接時の溶接熱が届きにくくなるため、硬化域が残留するという問題がある。

上記問題を解決する方法が、特許文献１に開示されている。特許文献１では、初層ビードを縁取る形状の当て材を母材上に設置し、この当て材の内面を基準として初層ビードに重なるように溶接して残層ビードを形成する。そのようにすることで、母材を溶融させることなく初層ビードの端部上に残層ビードを溶接することができるため、確実に硬化域端部を焼き戻すことが可能となる。

特開２００７−１３０６５４号公報

しかしながら、溶接による補修を行う箇所は、必ずしも平坦で作業性が良いとは限らないため、上述のように当て材を用いて初層ビードの硬化域端部を焼き戻すことができない場合がある。また、当て材を溶接部に着脱する手段や工程が別途必要になり、補修作業が煩雑化するとともに作業時間が長引くという問題がある。

本発明は、かかる従来技術の問題を解決するためになされたものであって、簡潔な構成により、初層の溶接ビードの形成時に溶接母材に発生した熱影響部を、残層の溶接ビードの重ね溶接時に確実に焼き戻し可能にし、溶接母材の健全性を良好に保つことのできる溶接方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
即ち、本発明に係る溶接方法の第１の態様は、溶接母材上に形成した初層の溶接ビードの上に残層の溶接ビードを重ね溶接し、前記初層の溶接ビードを形成した時に前記溶接母材に生じた熱影響部を、前記残層の溶接ビードの重ね溶接時における溶接熱によって焼き戻すようにした溶接方法であって、前記残層の溶接ビードの重ね溶接時に、この残層の溶接ビードの幅方向の一側と他側とで前記溶接母材に対する溶接熱の加わり方に差を生じさせ、前記溶接熱の加わり方が大きい側を前記初層の溶接ビードの幅方向外縁部の領域に重ねるようにして前記外縁部の領域に熱を加えながら前記残層の溶接ビードを形成していくことを特徴とする。

上記方法によれば、残層の溶接ビードの幅方向の一側と他側とで溶接母材に対する溶接熱の加わり方が異なるため、初層の溶接ビードの上に残層の溶接ビードを重ね溶接する時に、溶接母材に対する溶接熱の加わり方が大きい側によって初層の溶接ビードの幅方向外縁部の領域を加熱しながら溶接することにより、残層の溶接ビードの形成と同時に溶接母材の熱影響部の焼き戻しを行うことができる。したがって、当て材等を用いる必要なく、簡素な構成により、溶接母材の熱影響部を確実に焼き戻し可能にし、溶接母材の健全性を良好に保つことができる。

また、本発明に係る溶接方法の第２の態様は、前記第１の態様において、溶接トーチを、前記溶接ビードの幅方向の一側に傾斜させながら走査して前記溶接ビードを形成することにより、該溶接ビードの幅方向の一側と他側とで前記溶接母材に対する溶接熱の加わり方に差を生じさせることを特徴とする。

上記方法によれば、溶接トーチの保持姿勢を調整するだけで、溶接ビードの幅方向の一側と他側とで溶接母材に対する溶接熱の加わり方に差を生じさせることができ、前記第１の態様においては、溶接ビードを形成しながら、溶接母材に潜在する熱影響部の焼き戻しを容易に行うことができる。

また、本発明に係る溶接方法の第３の態様は、前記第１の態様と前記第２の態様とを組み合わせる場合において、前記残層の溶接ビードの最初のパスと最後のパスの形成時に、前記溶接トーチを前記溶接ビードの幅方向内側に傾斜させながら走査することを特徴とする。

上記方法によれば、残層の溶接ビードの最初のパスと最後のパスの形成時に、初層の溶接ビードの形成時に溶接母材に形成された熱影響部を簡単に焼き戻すことができる。

また、本発明に係る溶接方法の第４の態様は、前記第３の態様において、前記残層の溶接ビードを複数層形成する場合において、上側の層に向かうにつれて、前記溶接トーチを前記溶接ビードの幅方向内側に傾斜させる角度を大きくすることを特徴とする。

上記方法によれば、初層の溶接ビードを形成する時に溶接母材に形成された熱影響部に対して、残層の溶接ビードを形成する時の熱が掛りやすくなる。即ち、１層目の残層溶接ビードを形成する時のみに限らず、２層目以降の残層溶接ビードを形成する時にも、その熱を溶接母材の熱影響部に掛けることができ、これによって溶接母材の熱影響部の焼き戻しを確実に行い、溶接母材の健全性を良好に保つことができる。

また、本発明に係る溶接方法の第５の態様は、前記第３または第４の態様において、前記初層の溶接ビードの最初のパスと最後のパスの形成時に、前記溶接トーチを前記溶接ビードの幅方向外側に傾斜させながら走査することを特徴とする。

上記方法によれば、初層の溶接ビードの形成時に、溶接母材に発生する熱影響部の幅を狭めることができる。これにより、残層の溶接ビードの形成時に、溶接トーチの熱によって、溶接母材に潜在する熱影響部をより確実に焼き戻すことができる。

また、本発明に係る溶接方法の第６の態様は、前記第３から第５のいずれかの態様において、前記残層の溶接ビードの形成時における前記溶接トーチの傾斜角度α_ｎ＋１は次式（１），（２）より求めることを特徴とする。
α_ｎ＋１＜９０°−θ_ｎ・・・（１）
ｔａｎθ_ｎ＝Σｈ_ｎ／Σｄ_ｎ・・・（２）
但し、ｎは溶接ビードの層数、ｈは溶接ビードの積層高さ、ｄは溶接ビードの積層ピッチである。

上記方法によれば、残層の溶接ビードの各層における最初のパスおよび最後のパスを溶接する際に、それぞれ溶接ビードの幅方向の外側に熱が掛りやすくなり、初層の溶接ビードを形成した時に溶接母材に生じた熱影響部を確実に焼き戻すことができる。

また、本発明に係る溶接方法の第７の態様は、前記第２から第６のいずれかの態様において、前記溶接トーチを保持してアーク長を制御するＡＶＣ装置のアーク長制御軸に対して、前記溶接トーチの傾斜角度調整軸を別軸にし、前記溶接トーチを傾斜させた状態で前記アーク長を変更しても溶接位置が変化しないようにすることを特徴とする。

上記方法によれば、溶接トーチを傾斜させた状態でアーク長を調整する場合に、溶接位置が溶接方向に直交する方向にずれることがない。このため、溶接トーチにより溶接される位置を正確に保ちながら溶接ビードを形成し、同時に溶接母材に潜在する熱影響部を焼き戻しすることができる。

以上のように、本発明に係る溶接方法によれば、簡素な構成により、初層の溶接ビードの形成時に溶接母材に発生した熱影響部を、残層の溶接ビードの重ね溶接時に確実に焼き戻して溶接母材の健全性を良好に保つことができる。

本発明の参考実施形態を示す溶接部の縦断面図であり、（ａ）は溶接トーチを溶接進行方向と直交方向の一側に傾斜した状態を示す図、（ｂ）は溶接トーチを傾斜させない状態を示す図、（ｃ）は溶接トーチを溶接進行方向と直交方向の他側に傾斜した状態を示す図である。本発明の第１実施形態を示すテンパービード溶接部の縦断面図であり、（ａ）は初層ビードが形成された状態を示す図、（ｂ）は一層目の残層ビードが形成された状態を示す図、（ｃ）は残層ビードの形成が完了した状態を示す図である。本発明の第２実施形態を示すテンパービード溶接部の縦断面図であり、（ａ）は初層ビードが形成された状態を示す図、（ｂ）は一層目の残層ビードが形成された状態を示す図、（ｃ）は残層ビードの形成が完了した状態を示す図である。本発明の第３実施形態を示すテンパービード溶接部の縦断面図であり、（ａ）は初層ビードが形成された状態を示す図、（ｂ）は一層目の残層ビードが形成された状態を示す図、（ｃ）は残層ビードの形成が完了した状態を示す図である。本発明の第４実施形態を示す、テンパービード溶接部における溶接ビードの積層ピッチと積層高さと溶接トーチの傾斜角との関係図である。本発明の第５実施形態に係る溶接トーチとＡＶＣ装置を溶接方向に沿う視線で見た図であり、（ａ）〜（ｃ）は溶接トーチを傾斜させない状態でアーク長を変化させた状態を示す図である。（ａ）〜（ｃ）は、図６に示す溶接トーチとＡＶＣ装置において、溶接トーチを傾斜させた状態でアーク長を変化させた状態を示す図である。従来の溶接トーチとＡＶＣ装置を溶接方向に沿う視線で見た図であり、（ａ）〜（ｃ）は溶接トーチを傾斜させた状態でアーク長を変化させた状態を示す図である。従来のテンパービード溶接において、初層ビードが形成された状態を示す縦断面図である。従来のテンパービード溶接において、残層ビードの形成が完了した状態を示す図である。

以下に、本発明の複数の実施形態について説明する。

［参考実施形態］
まず、本発明の参考実施形態について、図１を参照しながら説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の参考実施形態を示す溶接部の縦断面図である。ここでは、例えばＴＩＧ溶接を行う場合を例示する。

一般には、図１（ｂ）に示すように、溶接母材１に対して溶接トーチ２を垂直に立てた状態で、図面に対して垂直な方向に走査して溶接ビード３を形成している。この時の溶接ビード３の断面形状と、溶接母材１への溶け込み量と、溶接母材１に対する溶接熱４の加わり方は、溶接ビード３の幅方向の一側と他側とで略対称な形状となる。

これに対して、図１（ａ）または（ｃ）に示すように、溶接トーチ２を、溶接ビード３の幅方向の一側に傾斜させながら、つまり溶接進行方向に対して直交する方向の一側に傾斜させながら走査して溶接ビード３を形成することにより、溶接ビード３の幅方向の一側と他側とで溶接母材１に対する溶接熱４の加わり方（熱の及ぶ範囲）に差を生じさせて非対称にし、溶接熱４の加わり方が大きい側で溶接母材１に潜在する図示しない熱影響部の焼き戻しが行われるように溶接ビード３を形成することができる。

なお、溶接ビード３の幅方向の一側と他側とで溶接母材１に対する溶接熱４の加わり方（熱の及ぶ範囲）を非対称にする方法としては、本参考実施形態のように溶接トーチ２を溶接ビード３の幅方向の一側に傾斜させるのみに限らず、例えば溶接トーチ２の口金の形状を左右非対称にする、あるいは不活性ガスの噴出させる方向と量を調整する、といった手法によって溶接熱４の加わり方を非対称にしてもよい。

［第１実施形態］
次に、本発明の第１実施形態について、図２を参照しながら説明する。
図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１実施形態を示すテンパービード溶接部の縦断面図である。ここでは、原子炉圧力容器等の鉄鋼構造体において、腐食や亀裂等の欠陥部をグラインダー等で抉り取った後に、ＴＩＧ溶接により肉盛り溶接する場合について説明する。

まず、図２（ａ）に示すように、溶接母材１１上に溶接トーチ１２によって複数列の初層ビード１３を溶接する。この時は、溶接母材１１に対して溶接トーチ１２を垂直に立てた状態で、図面に対して垂直な方向に走査して各初層ビード１３を形成する。これらの初層ビード１３が形成された後は、溶接母材１１の溶接部近傍が急速に加熱冷却されることにより焼き入れ状態となり、熱影響部（硬化域）１４が形成される。この熱影響部１４は、組織の変態が生じた硬化域であり、このままでは応力腐食割れや脆性破壊等の起点になる虞がある。

次に、図２（ｂ）に示すように、初層ビード１３の上に複数の残層ビード１５を重ねて溶接する。ビードの垂れ落ちを防止するため、残層ビード１５を初層ビード１３の端部より内側に重ね溶接する。例えば、初層ビード１３のパス数（ビードの形成本数）が８であるとすれば、残層ビード１５のパス数を７とし、残層ビード１５の幅を初層ビード１３の幅よりも狭くする。

そして、図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、残層ビード１５の最初のパスと最後のパスの形成時には、溶接トーチ１２を残層ビード１５の幅方向内側に傾斜させながら走査する。残層ビード１５の中間部のパスの形成時には溶接トーチ１２を垂直に立てて走査する。図２（ｃ）には、残層ビード１５を５層形成し終わった状態が示されている。これら５層の残層ビード１５の各層における最初のパスと最後のパスの形成時には、全て溶接トーチ１２を幅方向内側に傾斜させて走査する。

このようにして残層ビード１５を形成することにより、初層ビード１３の形成時に発生した熱影響部１４に、残層ビード１５の形成時の溶接熱が初層ビード１３を介して加わり、熱影響部１４が約６００℃程度に１回以上加熱される。これにより、熱影響部１４が焼き戻され、硬化していた組織が靭性のある通常の組織に戻される。

特に、残層ビード１５の各層における最初のパスと最後のパスの形成時に溶接トーチ１２を溶接ビードの幅方向内側に傾斜させながら走査することにより、傾斜させないで走査した場合に比べて、残層ビード１５の幅方向の一側と他側とで溶接母材１１に対する溶接熱の加わり方に差を生じさせ、溶接熱の加わり方が大きい側を初層ビード１３の幅方向外縁部の領域に重ねて、この外縁部の領域に熱を加えながら残層ビード１５を形成することができる。

これにより、初層ビード１３の幅方向外縁部の領域が良く加熱されるため、熱影響部１４を全幅に亘って簡単に焼き戻しすることができ、従来のように熱影響部１４の両側縁部において硬化域が残留するという問題を排除することができる。こうして、硬化した熱影響部を確実に焼き戻して靭性のある組織に戻し、強度を確保して、この部分が応力腐食割れや脆性破壊等の起点になる懸念を排除して、溶接母材１１の健全性を良好に保つことができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図３を参照しながら説明する。
図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２実施形態を示すテンパービード溶接部の縦断面図である。ここで、図３（ａ）に示す初層ビード１３の形成方法と、図３（ｂ）に示す残層ビード１５の第１層の形成方法は、図２（ａ），（ｂ）に示す第１実施形態のものと同一であるため、説明を省略する。

図３（ｃ）に示すように、残層ビード１５を形成していく時には、第１実施形態の場合と同様に、残層ビード１５の各層の最初のパスと最後のパスの形成時に溶接トーチ１２を残層ビード１５の幅方向内側に傾斜させながら走査するが、その傾斜角度を、上側の層に向かうにつれて大きくしていく。即ち、残層ビード１５の第１層目を形成する時の溶接トーチ１２の傾斜角度をθ１とし、残層ビード１５の最終層を形成する時の溶接トーチ１２の傾斜角度をθｎとした場合に、θ１＜θ２，…，＜θｎとなるように傾斜角度を大きくしていく。

このように、残層ビード１５の上側の層に向かうにつれて溶接トーチ１２の傾斜角度を大きくしていくことにより、初層ビード１３を形成する時に溶接母材１１に形成された熱影響部１４に対して、残層ビード１５を形成する時の熱が掛りやすくなる。即ち、残層ビード１５の１層目を形成する時に加えて、２層目以降を形成する時に、さらにその熱を溶接母材１１の熱影響部１４に掛けることができる。これにより、熱影響部１４の焼き戻しを確実に行い、溶接母材１１の健全性を良好に保つことができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図４を参照しながら説明する。
図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３実施形態を示すテンパービード溶接部の縦断面図である。ここで、図４（ｂ）および（ｃ）に示す残層ビード１５の形成方法は、図３（ｂ），（ｃ）に示す第２実施形態のものと同一であるため、説明を省略する。

ここでは、図４（ａ）に示すように、初層ビード１３の最初のパスと最後のパスを形成する時に、溶接トーチ１２を初層ビード１３の幅方向外側に傾斜させながら走査する。この時の傾斜角度θａは、図４（ｂ）または図３（ｂ）に示す残層ビード１５の１層目の最初および最後のパスを形成する時の傾斜角度θ１と同程度でよい。

このようにして初層ビード１３の最初のパスと最後のパスを形成することにより、初層ビード１３の形成時に溶接母材１１に発生する熱影響部１４の幅Ｗを狭めることができる。これにより、図４（ｂ），（ｃ）に示す残層ビード１５の形成時に、溶接トーチ１２の熱によって、溶接母材１１に潜在する熱影響部１４をより確実に焼き戻しすることができる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について、図５を参照しながら説明する。
前記第１〜第３実施形態のように、初層ビード１３の上に残層ビード１５を重ねて溶接していく場合において、残層ビード１５の各層の最初のパスと最後のパスを形成する時の溶接トーチ１２の傾斜角度α_ｎ＋１は、次式（１），（２）に基づいて設定する。
α_ｎ＋１＜９０°−θ_ｎ・・・（１）
ｔａｎθ_ｎ＝Σｈ_ｎ／Σｄ_ｎ・・・（２）
ここで、ｎは溶接ビードの層数、即ち初層ビード１３と残層ビード１５の合計層数であり、ｈは溶接ビードの積層高さ、ｄは溶接ビードの積層ピッチである。

即ち、積層された初層ビード１３と残層ビード１５の稜線がなす角度θ_ｎを９０°（直角）から差し引いた角度よりも、溶接トーチ１２の垂直からの傾斜角度α_ｎ＋１が狭角となるように設定する。

このように溶接トーチ１２の傾斜角度を設定すれば、残層ビード１５の各層における最初のパスおよび最後のパスを溶接する際に、それぞれ残層ビード１５の幅方向の外側に熱が掛りやすくなり、初層ビード１３を形成した時に溶接母材１１に生じた熱影響部１４を確実に焼き戻すことができる。

［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について、図６〜図８を参照しながら説明する。
図６に示すように、溶接トーチ１２は溶接装置（溶接ロボット）のアーム１９にＡＶＣ（アーク電圧制御）装置２０を介して取り付けられる。ＡＶＣ装置２０は、溶接トーチ１２を保持し、溶接トーチ１２と溶接母材１１との間に形成されるアーク長Ｄを一定に制御する装置である。溶接トーチ１２は、このＡＶＣ装置２０に対し、アーク長制御軸２０ａに沿って移動することができ、これによって溶接母材１１との間隔、即ちアーク長Ｄが変更される。このようにアーク長Ｄが変更されても、溶接トーチ１２による溶接母材１１上の溶接位置Ｐは変更しない。

また、図７に示すように、溶接トーチ１２は、ＡＶＣ装置２０の傾斜角度調整軸２０ｂを軸にして傾斜することができる。ここで、ＡＶＣ装置２０のアーク長制御軸２０ａと傾斜角度調整軸２０ｂは別軸にされている。このため、溶接トーチ１２を傾斜させた状態でアーク長Ｄが変更されても溶接位置Ｐは変更しない。したがって、前述の第２〜第５実施形態のように、溶接トーチ１２を溶接方向に直交する方向に傾斜させ、同時にアーク長Ｄが変更されても、溶接位置Ｐは溶接方向に直交する方向にずれることがない。

このため、溶接トーチ１２による溶接位置Ｐを正確に保ちながら溶接ビードを形成し、同時に溶接母材１１に潜在する熱影響部を焼き戻して溶接母材１１の健全性を保つことができる。これに対して従来では、図８に示すように、ＡＶＣ装置２０のアーク長制御軸２０ｃと傾斜角度調整軸２０ｄとが同軸とされていたため、溶接トーチ１２を溶接方向に直交する方向に傾斜させた状態でアーク長Ｄが変更されると、実際の溶接位置が、当初の溶接位置Ｐから溶接方向に直交する方向にずれてしまい（ずれ量Ｚが発生する）、アーク長Ｄの制御が困難であった。

以上のように、本発明の各実施形態に係るテンパービード溶接方法によれば、簡潔な構成により、初層の溶接ビードの形成時に溶接母材に発生した熱影響部を、残層の溶接ビードの重ね溶接時に確実に焼き戻し可能にし、溶接母材の健全性を良好に保つことができる。

なお、本発明は上記実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。例えば、第１〜第５実施形態の構成を組み合わせる等してもよい。また、溶接形態は必ずしもＴＩＧでなくてもよく、他種の放電溶接であってもよい。

１，１１溶接母材
２，１２溶接トーチ
３溶接ビード
４，１４熱影響部
１３初層ビード（初層の溶接ビード）
１５残層ビード（残層の溶接ビード）
１９アーム
２０ＡＶＣ装置
２０ａアーク長制御軸
２０ｂ傾斜角度調整軸
Ｄアーク長
ｄ溶接ビードの積層ピッチ
ｈ溶接ビードの積層高さ
θ１，θａ，θｎ溶接トーチの傾斜角度

Claims

溶接母材上に形成した初層の溶接ビードの上に残層の溶接ビードを重ね溶接し、前記初層の溶接ビードを形成した時に前記溶接母材に生じた熱影響部を、前記残層の溶接ビードの重ね溶接時における溶接熱によって焼き戻すようにした溶接方法であって、
前記残層の溶接ビードの重ね溶接時に、この残層の溶接ビードの幅方向の一側と他側とで前記溶接母材に対する溶接熱の加わり方に差を生じさせ、前記溶接熱の加わり方が大きい側を前記初層の溶接ビードの幅方向外縁部の領域に重ねるようにして前記外縁部の領域に熱を加えながら前記残層の溶接ビードを形成していくことを特徴とする溶接方法。
溶接トーチを、前記溶接ビードの幅方向の一側に傾斜させながら走査して前記溶接ビードを形成することにより、該溶接ビードの幅方向の一側と他側とで前記溶接母材に対する溶接熱の加わり方に差を生じさせることを特徴とする請求項１に記載の溶接方法。
請求項１に記載の溶接方法と、請求項２に記載の溶接方法とを組み合わせる場合において、
前記残層の溶接ビードの最初のパスと最後のパスの形成時に、前記溶接トーチを前記溶接ビードの幅方向内側に傾斜させながら走査することを特徴とする溶接方法。
前記残層の溶接ビードを複数層形成する場合において、上側の層に向かうにつれて、前記溶接トーチを前記溶接ビードの幅方向内側に傾斜させる角度を大きくすることを特徴とする請求項３に記載の溶接方法。
前記初層の溶接ビードの最初のパスと最後のパスの形成時に、前記溶接トーチを前記溶接ビードの幅方向外側に傾斜させながら走査することを特徴とする請求項３または４に記載の溶接方法。
前記残層の溶接ビードの形成時における前記溶接トーチの傾斜角度α_ｎ＋１は次式（１），（２）より求めることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の溶接方法。
α_ｎ＋１＜９０°−θ_ｎ・・・（１）
ｔａｎθ_ｎ＝Σｈ_ｎ／Σｄ_ｎ・・・（２）
但し、ｎは溶接ビードの層数、ｈは溶接ビードの積層高さ、ｄは溶接ビードの積層ピッチである。
前記溶接トーチを保持してアーク長を制御するＡＶＣ装置のアーク長制御軸に対して、前記溶接トーチの傾斜角度調整軸を別軸にし、前記溶接トーチを傾斜させた状態で前記アーク長を変更しても溶接位置が変化しないようにすることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の溶接方法。