JP2019051542A - プラズマキーホール溶接方法 - Google Patents
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Abstract
Description
・・・(式)
鋼板の突合せによるプラズマキーホール溶接では、プラズマアークで溶融プールを形成させ、鋼板を貫通させながらプラズマキーホール溶接するが、溶着量確保の観点から、溶接進行方向前方から先行ワイヤを供給する。その際、先行ワイヤをプラズマキーホール溶接の溶融プールより前方に供給することで、先行ワイヤが十分に溶融され、プラズマアークが鋼板を安定して貫通しながらプラズマキーホール溶接できるので、良好な裏ビード形状を得ることができる。一方、先行ワイヤをプラズマアーク中心部へ供給すると、先行ワイヤがプラズマアークによって溶融プールに到達する前に溶融されるため、溶滴が安定して滴下されなくなり、裏及び表ビード形状が不良となる。したがって、先行ワイヤは溶接進行方向前方からプラズマキーホール溶接の溶融プールより前方に供給する。
後行ワイヤは、表ビードを形成するための十分な溶着量を確保するとともに、表ビード両端を滑らかにして表ビード形状を良好にする効果を有しており、溶接進行方向後方から後行ワイヤをプラズマアークより後方に供給することで、後行ワイヤがプラズマアークによって十分に溶融され、溶融プールが安定するので、良好な表ビード形状が得られる。一方、後行ワイヤをプラズマアーク後方からあまりに離れて供給すると、後行ワイヤが十分に溶融されず、溶融プールが不安定になり、表ビードが凸状になって表ビード形状が不良となる。したがって、後行ワイヤは溶接進行方向後方からプラズマアークより後方に供給する。
鋼板の突合せギャップ(GA)は、良好な裏及び表ビード形状を得るための溶着量を確保するとともに、安定したプラズマキーホール溶接を行う観点から3mm以下とする。突合せギャップ(GA)が3mmを超えると、突合せギャップ(GA)間を溶融プールが支えきれなくなり、プラズマキーホール溶接自体が困難となる。したがって、鋼板の突合せギャップ(GA)は3mm以下とする。
溶接電流(PA)は、100〜250Aとする。溶接電流(PA)が100A未満では、プラズマアークが弱くなって鋼板を貫通できなくなり、裏ビード形状が不良となるとともに、溶接欠陥が発生し易くなる。一方、溶接電流(PA)が250Aを超えると、プラズマアークが過剰に強くなって裏ビード形状が悪くなるとともに、溶落ちが発生し易くなる。したがって、プラズマキーホール溶接の溶接電流(PA)は100〜250Aとする。
パイロットガス流量は、0.5〜3.0L/minとする。パイロットガス流量が0.5L/min未満では、パイロットガスの吹付けが低下し、鋼板を安定してプラズマアークが貫通できなくなり、裏ビード形状が不良となるとともに、溶接欠陥が発生し易くなる。一方、パイロットガス流量が3.0L/minを超えると、パイロットガスの吹付け力が過剰となり、裏ビード形状が悪くなるとともに、表ビードに凹みが発生して表ビード形状も不良となり、また溶落ちが発生し易くなる。したがって、プラズマキーホール溶接のパイロットガス流量は0.5〜3.0L/minとする。
プラズマキーホール溶接の先行ワイヤ送給量(LQ)は、2〜12g/minとする。先行ワイヤ送給量(LQ)が2g/min未満では、必要な溶着量が確保できず、裏ビード形状が悪くなるとともに、表ビードに凹みが発生して表ビード形状も不良となる。一方、先行ワイヤ送給量(LQ)が12g/minを超えると、先行ワイヤが過剰に送給されるので、先行ワイヤがプラズマアークを遮る状態となって鋼板を貫通できなくなり、裏及び表ビード形状が不良となる。したがって、プラズマキーホール溶接の先行ワイヤ送給量(LQ)は2〜12g/minとする。
後行ワイヤ送給量(TQ)は、2〜19g/minとする。後行ワイヤ送給量(TQ)が2g/min未満では、表ビードを形成する溶着量が確保できず、表ビードに凹みが発生して表ビード形状が不良となる。一方、後行ワイヤ送給量(TQ)が19g/minを超えると、後行ワイヤが十分に溶融されず、溶融プールが不安定となって表ビード形状が不良となる。したがって、プラズマキーホール溶接の後行ワイヤ送給量(TQ)は2〜19g/minとする。
溶接速度(WS)は、10〜40cm/minとする。溶接速度(WS)が10cm/min未満では、溶着量が過多となり、裏ビード形状が悪くなるとともに、表ビードが凸状となって表ビード形状も不良となり、溶落ちが発生し易くなる。一方、溶接速度(WS)が40cm/minを超えると、必要な溶着量が確保できず、裏ビード形状が悪くなるとともに、表ビードに凹みが発生して表ビード形状も不良となる。したがって、プラズマキーホール溶接の溶接速度(WS)は10〜40cm/minとする。
下記式で示す先行ワイヤ送給量(LQ)、後行ワイヤ送給量(TQ)、溶接速度(WS)、板厚(TH)、突合せギャップ(GA)及び溶接電流(PA)から算出されるXの値を40〜95とすることで、突合せギャップ(GA)が大きい場合でも良好な裏及び表ビード形状を得ることができる。Xの値が40未満では、必要な溶着量を確保できず、表ビードに凹みが発生して表ビード形状が不良となる。またXの値が40未満では、プラズマアークが鋼板を安定して貫通することができないので、裏ビード形状も不良になる。一方、Xの値が95を超えると、溶着量が過剰となり、表ビードが凸状となって表ビード形状が不良となる。またXの値が95を超えると、プラズマアークが過剰に強くなり、裏ビード形状も不良となる。したがって、下記式から算出されるXの値は40〜95とする。
X=30×(LQ+TQ)/TH−0.1×WS−10×GA−0.01×PA
・・・(式)
Claims (3)
- 板厚(TH)が3〜9mmの鋼板を突合せてプラズマキーホール溶接する方法において、
先行ワイヤを溶接進行方向前方からプラズマキーホール溶接の溶融プールより前方に供給し、
後行ワイヤを溶接進行方向後方からプラズマアークより後方に供給しながらプラズマキーホール溶接することを特徴とするプラズマキーホール溶接方法。 - 前記鋼板の突合せギャップ(GA)が3mm以下であることを特徴とする請求項1に記載のプラズマキーホール溶接方法。
- 溶接電流(PA):100〜250A、
パイロットガス流量:0.5〜3.0L/min、 先行ワイヤ送給量(LQ):2〜12g/min、
後行ワイヤ送給量(TQ):2〜19g/min、
溶接速度(WS):10〜40cm/minで、
下記式で示すXの値が40〜95を満足する溶接条件でプラズマキーホール溶接することを特徴とする請求項1または請求項2記載のプラズマキーホール溶接方法。
X=30×(LQ+TQ)/TH−0.1×WS−10×GA−0.01×PA
・・・(式)
但し、LQ:先行ワイヤ送給量(g/min)、TQ:後行ワイヤ送給量(g/min)、WS:溶接速度(cm/min)、TH:板厚(mm)、GA:突合せギャップ(mm)、PA:溶接電流(A)
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---|---|---|---|---|
US11109482B2 (en) | 2019-03-19 | 2021-08-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic device |
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2017
- 2017-09-15 JP JP2017177407A patent/JP6965071B2/ja active Active
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