JP2016172262A - Electrogas arc welding method and electrogas arc welding system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エレクトロガスアーク溶接方法及びエレクトロガスアーク溶接システムに関する。 The present invention relates to an electrogas arc welding method and an electrogas arc welding system.
エレクトロガスアーク溶接方法は、立向き溶接の一種で、溶融金属の垂落ちを当て金で防止しながら溶接を行う方法である。エレクトロガスアーク溶接方法では、開先の裏面側に固定式の水冷銅当て金又は耐火性固形フラックス、あるいは摺動式の水冷銅当て金を配置し、開先の表面側に摺動式の水冷銅当て金材を配置する。エレクトロガスアーク溶接方法は、裏面側と表面側の当て金又は固形フラックスに囲まれた開先内に形成された溶融池をガスによってシールドしながら、溶接ワイヤを送給して連続送給しながら立向き方向に一パスで仕上げるアーク溶接方法である。 The electrogas arc welding method is a kind of vertical welding, in which welding is performed while preventing dripping of molten metal with a metal pad. In the electrogas arc welding method, a fixed water-cooled copper plating or a refractory solid flux or a sliding water-cooled copper plating is arranged on the back side of the groove, and a sliding water-cooled copper is placed on the front side of the groove. Arrange the padding material. In the electrogas arc welding method, the molten pool formed in the groove surrounded by the backside and front surface side metal or solid flux is shielded with gas, and the welding wire is fed and continuously fed while being fed. It is an arc welding method that finishes in one direction in the direction.
このようなエレクトロガスアーク溶接方法として、例えば、フラックス入りワイヤである溶接ワイヤと、フィラーワイヤとを溶融池に供給する方法が特許文献1に開示されている。特許文献1に記載のエレクトロガスアーク溶接では、溶接ワイヤから発生したアークによって生じた溶融池にフィラーワイヤを供給することで、溶融池の温度を低下させ、溶接熱影響部の靱性を向上させている。
As such an electrogas arc welding method, for example,
ところで、上記の特許文献1に記載のエレクトロガスアーク溶接では、溶接ワイヤとフラーワイヤとの位置が固定されたまま板厚方向にオシレートされる。そのため、溶融池のなかで、フィラーワイヤが配置された板厚方向の一方側の温度が常に下げられたまま溶接される。
By the way, in the electrogas arc welding described in
しかしながら、溶融池の温度が下がることで熱影響部の靱性の向上が図られる一方で、溶融池の温度が下がり過ぎてしまうと融合不良が生じるおそれがある。 However, when the temperature of the molten pool is lowered, the toughness of the heat affected zone is improved. On the other hand, if the temperature of the molten pool is excessively lowered, there is a possibility that poor fusion occurs.
本発明は、上記要望を解決するためになされたものであって、融合不良を抑制しながら熱影響部の靱性の向上を図ることが可能なエレクトロガスアーク溶接方法及びエレクトロガスアーク溶接システムを提供するものである。 The present invention has been made to solve the above-described demand, and provides an electrogas arc welding method and an electrogas arc welding system capable of improving toughness of a heat-affected zone while suppressing poor fusion. It is.
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の第一の態様に係るエレクトロガスアーク溶接方法は、被溶接部材の開先内で複数の溶接トーチを移動させながら溶接を行うエレクトロガスアーク溶接方法において、前記複数の溶接トーチを第一方向に向かって移動させる第一移動工程と、前記第一方向に移動した前記複数の溶接トーチを前記第一方向とは異なる第二方向に向かって移動させる第二移動工程とを有し、前記第一移動工程は、前記第一方向に移動する前記複数の溶接トーチのうち、少なくとも先頭の第一トーチにアークを発生させ、前記第一トーチよりも前記第一方向の後方に配置された第二トーチにアークを発生させずに前記第一トーチによって形成された溶融池を通過するように移動させ、前記第二移動工程は、アークを発生させる溶接トーチを切り替えて、前記第二トーチにアークを発生させて前記第二方向の先頭を移動させ、前記第一トーチにアークを発生させずに前記第二トーチによって形成された溶融池を通過するように前記第二トーチよりも前記第二方向の後方を移動させる。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
An electrogas arc welding method according to a first aspect of the present invention is an electrogas arc welding method in which welding is performed while moving a plurality of welding torches within a groove of a member to be welded. A first moving step for moving the first welding step, and a second moving step for moving the plurality of welding torches moved in the first direction in a second direction different from the first direction. The moving step generates an arc on at least the first first torch among the plurality of welding torches that move in the first direction, and the second torch arranged behind the first torch in the first direction. The second moving step is performed by switching the welding torch that generates the arc, without passing the molten pool formed by the first torch without generating an arc. An arc is generated in the second torch to move the head in the second direction, and the second torch is passed through the molten pool formed by the second torch without generating an arc in the first torch. Move backward in the second direction.
このような構成によれば、第一方向に向かって溶接する際に、先頭の第一トーチにアークを発生させることで溶融池を形成して溶接しながら、この溶融池に第二トーチを通過させることで、必要以上に高くなってしまう前に溶融池の温度を低減することができる。また、第二方向に向かって溶接する際に、アークを発生させる溶接トーチを切り替えて、先頭の第二トーチにアークを発生させることで溶融池を形成して溶接しながら、この溶融池に第一トーチを通過させることで、必要以上に高くなってしまう前に溶融池の温度を低減することができる。つまり、第一方向及び第二方向のいずれの方向に溶接トーチが移動する場合も、常に先頭の溶接トーチにアークを発生させて溶融池を形成しつつ、後方のアークの発生していない溶接トーチを溶融池に曝すことができる。したがって、後方の溶接トーチで必要以上に高くなってしまう前に溶融池の入熱量を低減しながら、アークを発生させられている先頭の溶接トーチによって、開先の最も表面側と、最も裏面側との両方にアークの発生している溶接トーチを直接当てることができる。 According to such a configuration, when welding in the first direction, an arc is generated in the first first torch to form a weld pool and weld, and the second torch passes through the weld pool. By doing so, the temperature of the molten pool can be reduced before it becomes higher than necessary. In addition, when welding in the second direction, the welding torch that generates the arc is switched, and an arc is generated in the leading second torch to form and weld the molten pool. By passing one torch, the temperature of the molten pool can be reduced before it becomes higher than necessary. That is, regardless of whether the welding torch moves in the first direction or the second direction, an arc is always generated in the leading welding torch to form a molten pool, and a welding arc torch without a trailing arc is generated. Can be exposed to the molten pool. Therefore, while reducing the heat input of the molten pool before it becomes higher than necessary in the rear welding torch, the frontmost welding torch where the arc is generated and the most rear side of the groove It is possible to directly apply a welding torch where an arc is generated to both.
また、上記エレクトロガスアーク溶接方法では、前記第二移動工程は、アークを発生させる溶接トーチを切り替える際に、予め定めた所定時間にわたって前記第一トーチ及び前記第二トーチの両方にアークを発生させてもよい。 In the electrogas arc welding method, the second moving step generates an arc on both the first torch and the second torch over a predetermined time when the welding torch that generates the arc is switched. Also good.
このような構成によれば、アークを発生させる溶接トーチを切り替える際に、所定時間にわたって第一トーチ及び第二トーチの両方からアークを発生させることで、全ての溶接トーチからアークが発生してない状態で溶接トーチが移動してしまうことを防ぐことができる。したがって、開先の端部で、溶接トーチからアークが発生せずに、融合不良が生じてしまうことを高い精度で抑制することができる。 According to such a configuration, when switching the welding torch that generates the arc, the arc is generated from both the first torch and the second torch over a predetermined time, so that no arc is generated from all the welding torches. It is possible to prevent the welding torch from moving in the state. Therefore, an arc is not generated from the welding torch at the end portion of the groove, and the occurrence of poor fusion can be suppressed with high accuracy.
また、上記エレクトロガスアーク溶接方法では前記複数の溶接トーチは、前記第一トーチ及び前記第二トーチのみによって構成されていてもよい。 In the electrogas arc welding method, the plurality of welding torches may be configured only by the first torch and the second torch.
このような構成によれば、溶接トーチを第一トーチ及び第二トーチのみとすることで、開先に挿入する溶接トーチの本数を最低限とすることができる。したがって、厚みの薄い被溶接部材に対しても、融合不良を抑制しながら熱影響部の靱性の向上を図るように溶接することができる。 According to such a configuration, the number of welding torches inserted into the groove can be minimized by using only the first torch and the second torch as the welding torch. Therefore, it is possible to weld even a thin member to be welded so as to improve the toughness of the heat affected zone while suppressing poor fusion.
また、上記エレクトロガスアーク溶接方法では、前記第一トーチ及び前記第二トーチの少なくとも一方は、REM入りワイヤが使用されて溶接電源の陰極に接続されてもよい。 In the electrogas arc welding method, at least one of the first torch and the second torch may be connected to a cathode of a welding power source using a wire with REM.
このような構成によれば、REM入りワイヤが使用されて溶接電源の陰極に接続された溶接トーチを用いることで、発生させるアークの安定性を確保しつつ、溶接電流を増加させることなくワイヤ溶融速度を高めることができるため、入熱量低減効果が期待できる。 According to such a configuration, by using a welding torch that uses a REM-containing wire and is connected to the cathode of the welding power source, it is possible to melt the wire without increasing the welding current while ensuring the stability of the generated arc. Since the speed can be increased, a heat input reduction effect can be expected.
また、上記エレクトロガスアーク溶接方法では、前記第一移動工程及び前記第二移動工程の少なくとも一方は、前記溶融池を攪拌させながら前記複数の溶接トーチを移動させていてもよい。 In the electrogas arc welding method, at least one of the first moving step and the second moving step may move the plurality of welding torches while stirring the molten pool.
このような構成によれば、溶融池を攪拌させながら溶接トーチを移動させることで、開先における溶融池の濡れ性を向上させることができる。 According to such a configuration, the wettability of the molten pool in the groove can be improved by moving the welding torch while stirring the molten pool.
また、本発明の第二の態様に係るエレクトロガスアーク溶接システムは、被溶接部材の開先内で複数の溶接トーチを移動させながら溶接を行うエレクトロガスアーク溶接システムにおいて、前記複数の溶接トーチを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記複数の溶接トーチを第一方向に向かって移動させるよう前記複数の溶接トーチの移動する移動方向を調整する第一移動制御部と、前記第一方向に移動した前記複数の溶接トーチを前記第一方向とは異なる第二方向に移動させるよう前記移動方向を調整する第二移動制御整部とを有し、前記第一移動制御部は、前記第一方向に移動する前記複数の溶接トーチのうち、少なくとも先頭の第一トーチにアークを発生させ、前記第一トーチよりも前記第一方向の後方に配置された第二トーチにアークを発生させずに前記第一トーチによって形成された溶融池を通過するように移動させ、前記第二移動制御部は、アークを発生させる溶接トーチを切り替えて、前記第二トーチにアークを発生させて前記第二方向の先頭を移動させ、前記第一トーチにアークを発生させずに前記第二トーチによって形成された溶融池を通過するように前記第二トーチよりも前記第二方向の後方を移動させる。 The electrogas arc welding system according to the second aspect of the present invention controls the plurality of welding torches in the electrogas arc welding system that performs welding while moving the plurality of welding torches within the groove of the member to be welded. A control unit, wherein the control unit adjusts a moving direction of the plurality of welding torches so as to move the plurality of welding torches in the first direction; A second movement control adjusting unit that adjusts the movement direction so as to move the plurality of moved welding torches in a second direction different from the first direction, and the first movement control unit includes the first movement control unit An arc is generated in at least the first first torch among the plurality of welding torches moving in the direction, and the second torch arranged rearward in the first direction with respect to the first torch. The second movement control unit switches the welding torch that generates the arc to generate the arc on the second torch without causing the arc to pass through the molten pool formed by the first torch. And moving the head in the second direction so as to pass through the molten pool formed by the second torch without generating an arc in the first torch. Move backwards.
本発明によれば、常に移動方向の先頭の溶接トーチにアークを発生させ、アークを発生させない公報の溶接トーチによって溶融池の温度を低下させることができ、融合不良を抑制しながら熱影響部の靱性の向上を図ることができる。 According to the present invention, an arc is always generated at the leading welding torch in the moving direction, and the temperature of the molten pool can be lowered by the welding torch disclosed in the publication that does not generate an arc, and the heat-affected zone is suppressed while suppressing poor fusion. The toughness can be improved.
以下、本発明に係る第一実施形態について図1〜図4を参照して説明する。
エレクトロガスアーク溶接方法S1は、厚肉の被溶接部材4の開先40内で複数の溶接トーチを移動させながら溶接を行う。エレクトロガスアーク溶接方法S1は、低温用鋼や二層ステンレス鋼等で構成された二つの被溶接部材4の間に形成された立向きの開先40を鉛直方向の下方から上方に向かって1パスで溶接する。即ち、本実施形態のエレクトロガスアーク溶接方法S1の溶接方向は、鉛直方向の下方から上方に向かう方向である。エレクトロガスアーク溶接方法S1は、第一トーチ1及び第二トーチ2の二本の溶接トーチを被溶接部材4の板厚方向にオシレートしながら溶接するエレクトロガスアーク溶接システム100によって実施される。ここで、本実施形態における被溶接部材4の板厚方向とは、溶接方向と直交する方向である水平方向とする。
Hereinafter, a first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
The electrogas arc welding method S1 performs welding while moving a plurality of welding torches within the
本実施形態のエレクトロガスアーク溶接方法S1は、図1に示すように、複数の溶接トーチを第一方向D1に向かって移動させる第一移動工程S10と、第一方向D1に移動した複数の溶接トーチを第一方向D1とは異なる第二方向D2に向かって移動させる第二移動工程S20と、を有している。エレクトロガスアーク溶接方法S1は、第一移動工程S10と第二移動工程S20とを複数回にわたって繰り返し実施する。 As shown in FIG. 1, the electrogas arc welding method S1 of the present embodiment includes a first moving step S10 for moving a plurality of welding torches in a first direction D1, and a plurality of welding torches moved in the first direction D1. And a second moving step S20 that moves the second direction D2 different from the first direction D1. In the electrogas arc welding method S1, the first moving step S10 and the second moving step S20 are repeatedly performed a plurality of times.
ここで、第一方向D1とは、開先40内で溶接トーチをオシレートする際の移動方向であって、図2(a)に示すように、板厚方向の一方側である被溶接部材4の裏面42側から、他方側である被溶接部材4の表面41側に向かう方向である。また、第二方向D2とは、第一方向D1とは反対向きのオシレートする際の移動方向であって、図2(b)に示すように、板厚方向の表面41側から裏面42側に向かう方向である。
Here, the first direction D1 is a moving direction when the welding torch is oscillated in the
溶接トーチは、所定の電流が供給されることで、送り出す溶接ワイヤ3の先端からアーク31を発生させる。溶接トーチは、図2(a)に示すように、複数の溶接トーチを第一方向D1に向かって移動させる際に先頭に配置される第一トーチ1と、複数の溶接トーチを第二方向D2に向かって移動させる際に先頭に配置される第一トーチ1とは異なる第二トーチ2とを有する。即ち、本実施形態の溶接トーチは、第一トーチ1及び第二トーチ2の二本のみによって構成されている。第一トーチ1は、開先40内で第二トーチ2よりも被溶接部材4の表面41側に配置されている。第一トーチ1は、第二トーチ2に対して、予め定めた間隔dだけ離間して配置されている。第一トーチ1及び第二トーチ2は、溶接ワイヤ3としてREM(希土類金属、Ce、La、Y)入りワイヤが用いられている。
The welding torch generates an
第一移動工程S10は、第一方向D1に移動する複数の溶接トーチのうち、先頭の第一トーチ1にアーク31を発生させて第一方向D1の先頭を移動させ、第一トーチ1よりも第一方向D1の後方に配置された第二トーチ2にアーク31を発生させずに移動させる。第一移動工程S10は、後述する第二移動工程S20を実施後のように、第一トーチ1にアーク31が発生しておらず、第二トーチ2にアーク31が発生している場合には、所定の条件に基づいてアーク31を発生させる溶接トーチを切り替える。これにより、第一移動工程S10では、第一トーチ1にアーク31を発生させ、第二トーチ2にアーク31を発生させない。本実施形態の第一移動工程S10は、図2(a)に示すように、第一方向D1に移動させる際には、第一トーチ1を先頭に移動させ、第二トーチ2を第一トーチ1によって形成された溶融池30を通過するように移動させる。第一移動工程S10では、第一トーチ1及び第二トーチ2を振動させながら移動させる。つまり、第一移動工程S10では、第二トーチ2が溶融池30を攪拌しながら移動する。
In the first moving step S10, among the plurality of welding torches moving in the first direction D1, an
第二移動工程S20は、第二移動工程S20を実施後に、第二トーチ2にアーク31を発生させて第二方向D2の先頭を移動させ、第一トーチ1にアーク31を発生させずに第二トーチ2よりも第二方向D2の後方を移動させる。第二移動工程S20は、第一移動工程S10後のように、第二トーチ2にアーク31が発生しておらず、第一トーチ1にアーク31が発生している場合には、所定の条件に基づいてアーク31を発生させる溶接トーチを切り替える。これにより、第二移動工程S20では、第二トーチ2にアーク31を発生させ、第一トーチ1にアーク31を発生させない。本実施形態の第二移動工程S20は、図2(b)に示すように、第二方向D2に移動させる際には、第二トーチ2を先頭に移動させ、第一トーチ1を第二トーチ2によって形成された溶融池30を通過するように移動させる。第二移動工程S20では、第一移動工程S10と同様に、第一トーチ1及び第二トーチ2を振動させながら移動させる。つまり、第二移動工程S20では、第一トーチ1が溶融池30を攪拌しながら移動する。
In the second moving step S20, after the second moving step S20 is performed, the
本実施形態のエレクトロガスアーク溶接方法S1は、第二移動工程S20を実施後に再び第一移動工程S10を行い、オシレートする回数に合わせて複数回にわたって繰り返し第一移動工程S10及び第二移動工程S20を実施した後に終了する。 In the electrogas arc welding method S1 of the present embodiment, the first moving step S10 is performed again after the second moving step S20, and the first moving step S10 and the second moving step S20 are repeated a plurality of times according to the number of times of oscillation. Exit after implementing.
ここで、本実施形態の第一移動工程S10及び第二移動工程S20における所定の条件とは、アーク31を発生させる溶接トーチを切り替える際に、予め定めた所定時間にわたって、第一トーチ1及び第二トーチ2の両方からアーク31を発生させることである。所定時間は、第一トーチ1と第二トーチ2との間隔や、確実に溶融池30を形成するために必要な時間や、被溶接対象の大きさや、装置の大きさ等の各種溶接条件によって予め設定されればよい。
Here, the predetermined conditions in the first moving step S10 and the second moving step S20 of the present embodiment are the
また、本実施形態のエレクトロガスアーク溶接方法S1を実施するエレクトロガスアーク溶接システム100は、図2(a)及び図2(b)に示すように、被溶接部材4の裏面42側に配置される固定式の裏当て材5と、表面41側に配置される摺動式の表当て金6とを備えている。即ち、エレクトロガスアーク溶接システム100は、片面摺動銅当て金方式の溶接システムである。
Moreover, the electrogas
裏当て材5は、固定式の水冷銅当て金又は耐火性固形フラックスによって形成されている。裏当て材5が、被溶接部材4の裏面42に接触した状態で、開先40を裏面42側から塞ぐように配置されている。
The
表当て金6は、水冷銅当て金によって形成されている。表当て金6は、被溶接部材4の表面41で摺接可能な状態で、開先40を表面41側から塞ぐように配置されている。表当て金6は、開先40に向かってガスGを噴出可能とされたガスノズル61が設けられている。また、表当て金6は、内部に冷却水Wが流通されて溶接時に冷却されている。
The
本実施形態のエレクトロガスアーク溶接システム100は、図3に示すように、第一トーチ1及び第二トーチ2の二本の溶接トーチと、溶接トーチの位置を測定する位置測定部110と、溶接トーチに電流を供給する電源部130と、溶接トーチを移動させる移動調整部120と、電源部130及び移動調整部120を介して溶接トーチを制御する制御部140とを備えている。
As shown in FIG. 3, the electrogas
位置測定部110は、開先40における複数の溶接トーチの位置を測定して、制御部140に信号を送る。本実施形態の位置測定部110は、複数の溶接トーチのうち、先頭の溶接トーチが開先40の最も裏面42側に到達した場合に、後述する制御部140の第一移動制御部141に信号を送る。位置測定部110は、複数の溶接トーチのうち、先頭の溶接トーチが開先40の最も表面41側に到達した場合に、後述する制御部140の第二移動制御部142に信号を送る。つまり、本実施形態の位置測定部110は、第二トーチ2が裏面42側に到達した場合に第一移動制御部141に信号を送り、第一トーチ1が表面41側に到達した場合に第二移動制御部142に信号を送る。位置測定部110としては、例えば、ウィーバーを使用する。
The
電源部130は、制御部140からの信号に応じて第一トーチ1及び第二トーチ2にアーク31を発生させるために必要な所定の電流を供給する。本実施形態の電源部130は、第一トーチ1に接続される第一電源部131と、第二トーチ2に接続される第二電源部132とを有している。
The
第一電源部131は、アーク31を発生させるために必要な規定の電流を第一トーチ1に供給可能をとされている。第一電源部131は、溶接電源の陰極が第一トーチ1に接続され、陽極が被溶接部材4に接続されている(正極性)。第一電源部131は、制御部140によって供給する電流値が調整される。本実施形態の第一電源部131は、ON状態とされることで、第一トーチ1に供給する電流値をIAとし、OFF状態とされることで、第一トーチ1に供給する電流値を0とする。
The first
第二電源部132は、第一電源部131と同様に、アーク31を発生させるために必要な規定の電流を第二トーチ2に供給可能をとされている。第二電源部132は、溶接電源の陰極が第二トーチ2に接続され、陽極が被溶接部材4に接続されている(正極性)。第二電源部132は、制御部140によって供給する電流値が調整される。本実施形態の第二電源部132は、ON状態とされることで、第二トーチ2に供給する電流値をIBとし、OFF状態とされることで、第二トーチ2に供給する電流値を0とする。
Similarly to the first
移動調整部120は、制御部140からの信号に応じて複数の溶接トーチを同時に移動させる。本実施形態の移動調整部120は、第一トーチ1及び第二トーチ2の動きを同期させて、第一トーチ1及び第二トーチ2同時に板厚方向にオシレートさせる。移動調整部120は、図2(a)に示すように、第一方向D1に移動させる際には、第一トーチ1を先頭に移動させ、第二トーチ2を第一トーチ1によって形成された溶融池30を通過するように移動させる。移動調整部120は、図2(b)に示すように、第二方向D2に移動させる際には、第二トーチ2を先頭に移動させ、第一トーチ1を第二トーチ2によって形成された溶融池30を通過するように移動させる。即ち、溶融池30を通過するように移動させる際には、溶接ワイヤ3の先端が溶融池30に浸かりながら移動するよう溶接方向に対する第一トーチ1及び第二トーチ2の位置を調整する。移動調整部120は、例えば、オシレートの条件を10〜60回/minとして溶接トーチを移動させる。移動調整部120は、第一トーチ1及び第二トーチ2を振動させながら移動させる。
The
制御部140は、位置測定部110からの信号に応じて、溶接トーチに移動方向に応じて電源部130及び移動調整部120に信号を送る。本実施形態の制御部140は、複数の溶接トーチを第一方向D1に向かって移動させるよう複数の溶接トーチの移動する移動方向を調整する第一移動制御部141と、第一方向D1に移動した複数の溶接トーチを第一方向D1とは異なる第二方向D2に移動させるよう移動方向を調整する第二移動制御部142とを有する。
The
第一移動制御部141は、位置測定部110からの信号を受けることで、第一移動工程S10を実施する。本実施形態の第一移動制御部141は、位置測定部110からの信号を受けることで、第一トーチ1及び第二トーチ2を第一方向D1に移動させるよう移動調整部120に信号を送る。第一移動制御部141は、第一方向D1に移動する複数の溶接トーチのうち、少なくとも先頭の第一トーチ1にアーク31を発生させるよう第一電源部131に信号を送るとともに、第二トーチ2にアーク31を発生させないように第二電源部132に信号を送る。第一移動制御部141は、第一トーチ1にアーク31が発生しておらず、第二トーチ2にアーク31が発生している場合には、所定の条件に基づいてアーク31を発生させる溶接トーチを切り替える。
The first
第二移動制御部142は、位置測定部110からの信号を受けることで、第二移動工程S20を実施する。本実施形態の第二移動制御部142は、位置測定部110からの信号を受けることで、第一トーチ1及び第二トーチ2を第二方向D2に移動させるよう移動調整部120に信号を送る。第二移動制御部142は、複数の溶接トーチのうち、少なくとも第二トーチ2にアーク31を発生させるよう第二電源部132に信号を送るとともに、第一トーチ1にアーク31を発生させないように第一電源部131に信号を送る。第二移動制御部142は、第二トーチ2にアーク31が発生しておらず、第一トーチ1にアーク31が発生している場合には、所定の条件に基づいてアーク31を発生させる溶接トーチを切り替える。
The second
ここで、上記エレクトロガスアーク溶接システム100を用いたエレクトロガスアーク溶接方法S1について、具体的に説明する。
Here, the electrogas arc welding method S1 using the electrogas
図4(a)に示すように、第一トーチ1及び第二トーチ2は、移動調整部120によって開先40を板厚方向にオシレートされている。具体的には、時間t1においては第一トーチ1及び第二トーチ2は間隔dだけ離れた状態で表面41側に位置している。そのため、時間t1で、位置測定部110から第二移動制御部142に信号が送られ、時間t1から時間t3にかけて第二移動工程S20が実施される。
As shown in FIG. 4A, in the
第二移動制御部142は、所定時間にわたって、第一トーチ1にアーク31を発生させるよう第一電源部131に信号を送るとともに、第二トーチ2にアーク31を発生させるように第二電源部132に信号を送る。本実施形態では、所定時間として、時間t1から時間t2までの間、第一トーチ1及び第二トーチ2にアーク31を発生させる。したがって、図4(b)及び図4(c)に示すように、時間t1から時間t2までの間は、第一電源部131及び第二電源部132がON状態となっており、第一トーチ1及び第二トーチ2にアーク31を発生させるために必要な電流IA、IBがそれぞれ供給される。
The second
その後、第二移動制御部142は、第一トーチ1にアーク31を発生させないよう第一電源部131に信号を送る。したがって、時間t2から時間t3までの間は、第一電源部131がOFF状態とされ、第二電源部132のみがON状態となる。その結果、第一トーチ1からのアーク31の発生が停止され、第二トーチ2のみからアーク31が発生した状態となる。
Thereafter, the second
また、第二移動制御部142が移動調整部120にも信号を送ることで、移動調整部120によって第一トーチ1及び第二トーチ2が表面41側から裏面42側に向けて第二方向D2へ移動される。これにより、移動調整部120によって第一トーチ1及び第二トーチ2は裏面42側に向かって移動され、時間t3において裏面42側に到達する。
The second
次に、時間t3においては第一トーチ1及び第二トーチ2は裏面42側に位置することで、位置測定部110から第一移動制御部141に信号が送られ、時間t3から時間t5にかけて第一移動工程S10が実施される。
Next, at time t3, the
第一移動制御部141は、所定時間にわたって、第二トーチ2にアーク31を発生させるよう第二電源部132に信号を送るとともに、第一トーチ1にアーク31を発生させるように第一電源部131に信号を送る。本実施形態では、所定時間として、時間t3から時間t4までの間、第一トーチ1及び第二トーチ2にアーク31を発生させる。
The first
なお、本実施形態における第一移動制御部141での所定時間である時間t3から時間t4までの時間と、第二移動制御部142での所定時間である時間t1から時間t2までの時間は同じ長さとする。
In the present embodiment, the time from the time t3 that is the predetermined time in the first
したがって、図4(b)及び図4(c)に示すように、時間t3から時間t4までの間は、第一電源部131及び第二電源部132がON状態となっており、第一トーチ1及び第二トーチ2にアーク31を発生させるために必要な電流が供給される。
Accordingly, as shown in FIGS. 4B and 4C, the
その後、第一移動制御部141は、第二トーチ2にアーク31を発生させないよう第二電源部132に信号を送る。したがって、時間t4から時間t5までの間は、第二電源部132がOFF状態とされ、第一電源部131のみがON状態となる。その結果、第二トーチ2からのアーク31の発生が停止され、第一トーチ1のみからアーク31が発生した状態となる。
Thereafter, the first
また、第一移動制御部141は、移動調整部120にも信号を送ることで、第一トーチ1及び第二トーチ2を裏面42側から表面41側に向けて第一方向D1に移動される。これにより、移動調整部120によって第一トーチ1及び第二トーチ2は表面41側に向かって移動され、時間t5において表面41側に到達する。
The first
上記のように位置測定部110からの信号に基づいて、第一移動制御部141及び第二移動制御部142が繰り返し、第一トーチ1及び第二トーチ2を制御することで、第一移動工程S10及び第二移動工程S20が繰り返し実施される。
As described above, the first
上記のようなエレクトロガスアーク溶接方法S1及びエレクトロガスアーク溶接方法S1によれば、第一方向D1に向かって溶接する際に、先頭の第一トーチ1にアーク31を発生させることで溶融池30を形成して溶接しながら、この溶融池30に第二トーチ2を通過させている。そのため、第二トーチ2によって、開先40を溶接するために必要な温度以上に高くなってしまう前に溶融池30の温度を低減することができる。また、第二方向D2に向かって溶接する際に、アーク31を発生させる溶接トーチを切り替えて、先頭の第二トーチ2にアーク31を発生させることで溶融池30を形成して溶接しながら、この溶融池30に第一トーチ1を通過させている。そのため、第一トーチ1によって、開先40を溶接するために必要な温度以上に高くなってしまう前に溶融池30の温度を低減することができる。つまり、第一方向D1及び第二方向D2のいずれの方向に溶接トーチが移動する場合も、常に先頭の溶接トーチにアーク31を発生させて溶融池30を形成しつつ、後方のアーク31の発生していない溶接トーチを溶融池30に曝すことができる。そのため、後方の溶接トーチで必要以上に高くなってしまう前に溶融池30の入熱量を低減しながら、アーク31を発生させられている先頭の溶接トーチによって、開先40の最も表面41側と、最も裏面42側との両方にアーク31の発生している溶接トーチを直接当てることができる。したがって、十分溶け合うために必要な温度を開先40の端部でも確保することができ、開先40の最も表面41側と、最も裏面42側との両方に融合不良が生じてしまうことを抑制して溶接することができる。これにより、溶融池30の温度が低下し過ぎて融合不良が生じてしまうことを抑制しながら、溶接を行う場合に開先40の近傍に溶けないまでも高熱に曝される領域である熱影響部の靱性の向上を図ることができる。
According to the electrogas arc welding method S1 and the electrogas arc welding method S1 as described above, the
また、第一移動工程S10及び第二移動工程S20において、アーク31を発生させる溶接トーチを切り替える際に、所定時間にわたって第一トーチ1及び第二トーチ2の両方からアーク31を発生させている。そのため、アーク31を発生させる溶接トーチを切り替える際に、全ての溶接トーチからアーク31が発生してない状態で溶接トーチが移動してしまうことを防ぐことができる。したがって、開先40の最も表面41側や最も裏面42側のような開先40の端部で、溶接トーチからアーク31が発生せずに融合不良が生じてしまうことを高い精度で抑制することができる。
In addition, when the welding torch that generates the
また、溶接トーチを第一トーチ1及び第二トーチ2の二本のみとすることで、開先40に挿入する溶接トーチの本数を最低限とすることができる。したがって、厚みの薄い被溶接部材4に対しても、融合不良を抑制しながら熱影響部の靱性の向上を図るように溶接することができる。
Further, by using only two welding torches, the
また、REM入りワイヤが使用されて溶接電源の陰極に接続された第一トーチ1及び第二トーチ2を用いることで、第一移動工程S10及び第二移動工程S20を実施時に、第一トーチ1及び第二トーチ2から発生させるアーク31の安定性を確保しつつ、溶接電流を増加させることなくワイヤ溶融速度を高めることができる。したがって、入熱量低減効果が期待でき、融合不良が生じてしまうことをより高い精度で抑制することができる。
In addition, by using the
また、第一トーチ1及び第二トーチ2を振動させることで、溶融池30を攪拌させながら移動させることができる。これにより、開先40における溶融池30の濡れ性を向上させることができる。したがって、融合不良が生じてしまうことをより一層高い精度で抑制することができる。
Further, by vibrating the
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the configurations and combinations of the embodiments in the embodiments are examples, and the addition and omission of configurations are within the scope not departing from the gist of the present invention. , Substitutions, and other changes are possible. Further, the present invention is not limited by the embodiments, and is limited only by the scope of the claims.
なお、複数の溶接トーチは、第一トーチ1及び第二トーチ2の二つのみの構成に限定されるものではなく、三つ以上であってもよい。この際、第三のトーチを第一トーチ1と第二トーチ2との間に配置することが好ましい。
The plurality of welding torches are not limited to the two configurations of the
また、本実施形態では、第一トーチ1と第二トーチ2に電流を供給する電源部130をそれぞれ設ける構成としたが、このような構成に限定されるものではない。例えば、一つの電源のみを有しており、制御部140によって電流の供給先を切り替えるように制御してもよい。
Moreover, in this embodiment, although it was set as the structure which each provides the
また、本実施形態では、溶融池30を攪拌するために、溶接トーチ自体を振動させたが、このような構造に限定されるものではなく、溶融池30を攪拌することができればよい。例えば、磁気コイルを表当て金6等に取り付けて、被溶接部材4の外部から電磁力により溶融池30自体を磁気攪拌しても良い。
Moreover, in this embodiment, in order to stir the
S1…エレクトロガスアーク溶接方法 S10…第一移動工程 S20…第二移動工程 4…被溶接部材 40…開先 41…表面 42…裏面 1…第一トーチ 2…第二トーチ 3…溶接ワイヤ 31…アーク 30…溶融池 100…エレクトロガスアーク溶接システム 5…裏当て材 6…表当て金 61…ガスノズル G…ガス W…冷却水 110…位置測定部 120…移動調整部 130…電源部 131…第一電源部 132…第二電源部 140…制御部 141…第一移動制御部 142…第二移動制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS S1 ... Electrogas arc welding method S10 ... 1st movement process S20 ... 2nd movement process 4 ... To-
Claims (6)
前記複数の溶接トーチを第一方向に向かって移動させる第一移動工程と、
前記第一方向に移動した前記複数の溶接トーチを前記第一方向とは異なる第二方向に向かって移動させる第二移動工程とを有し、
前記第一移動工程は、
前記第一方向に移動する前記複数の溶接トーチのうち、少なくとも先頭の第一トーチにアークを発生させ、前記第一トーチよりも前記第一方向の後方に配置された第二トーチにアークを発生させずに前記第一トーチによって形成された溶融池を通過するように移動させ、
前記第二移動工程は、
アークを発生させる溶接トーチを切り替えて、前記第二トーチにアークを発生させて前記第二方向の先頭を移動させ、前記第一トーチにアークを発生させずに前記第二トーチによって形成された溶融池を通過するように前記第二トーチよりも前記第二方向の後方を移動させるエレクトロガスアーク溶接方法。 In the electrogas arc welding method of performing welding while moving a plurality of welding torches within the groove of the member to be welded,
A first moving step of moving the plurality of welding torches in a first direction;
A second moving step of moving the plurality of welding torches moved in the first direction toward a second direction different from the first direction;
The first moving step includes
Among the plurality of welding torches moving in the first direction, an arc is generated at least at the first first torch, and an arc is generated at the second torch arranged behind the first torch in the first direction. Without passing through the molten pool formed by the first torch,
The second moving step includes
The welding torch that generates the arc is switched, the arc is generated in the second torch, the head in the second direction is moved, and the melt formed by the second torch without generating the arc in the first torch. An electrogas arc welding method in which the second torch is moved rearward in the second direction so as to pass through a pond.
前記複数の溶接トーチを制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記複数の溶接トーチを第一方向に向かって移動させるよう前記複数の溶接トーチの移動する移動方向を調整する第一移動制御部と、
前記第一方向に移動した前記複数の溶接トーチを前記第一方向とは異なる第二方向に移動させるよう前記移動方向を調整する第二移動制御整部とを有し、
前記第一移動制御部は、
前記第一方向に移動する前記複数の溶接トーチのうち、少なくとも先頭の第一トーチにアークを発生させ、前記第一トーチよりも前記第一方向の後方に配置された第二トーチにアークを発生させずに前記第一トーチによって形成された溶融池を通過するように移動させ、
前記第二移動制御部は、
アークを発生させる溶接トーチを切り替えて、前記第二トーチにアークを発生させて前記第二方向の先頭を移動させ、前記第一トーチにアークを発生させずに前記第二トーチによって形成された溶融池を通過するように前記第二トーチよりも前記第二方向の後方を移動させるエレクトロガスアーク溶接システム。 In an electrogas arc welding system that performs welding while moving a plurality of welding torches within a groove of a member to be welded,
A control unit for controlling the plurality of welding torches,
The controller is
A first movement control unit for adjusting a movement direction of the plurality of welding torches so as to move the plurality of welding torches in a first direction;
A second movement control adjuster that adjusts the moving direction so as to move the plurality of welding torches moved in the first direction in a second direction different from the first direction;
The first movement controller is
Among the plurality of welding torches moving in the first direction, an arc is generated at least at the first first torch, and an arc is generated at the second torch arranged behind the first torch in the first direction. Without passing through the molten pool formed by the first torch,
The second movement control unit is
The welding torch that generates the arc is switched, the arc is generated in the second torch, the head in the second direction is moved, and the melt formed by the second torch without generating the arc in the first torch. An electrogas arc welding system that moves rearward in the second direction relative to the second torch so as to pass through a pond.
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JP2015052877A JP2016172262A (en) | 2015-03-17 | 2015-03-17 | Electrogas arc welding method and electrogas arc welding system |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114905120A (en) * | 2022-05-11 | 2022-08-16 | 包头钢铁(集团)有限责任公司 | Method for improving welding performance of welding wire |
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2015
- 2015-03-17 JP JP2015052877A patent/JP2016172262A/en active Pending
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