JP2510673B2 - プラズマキ―ホ―ル溶接方法 - Google Patents

プラズマキ―ホ―ル溶接方法

Info

Publication number
JP2510673B2
JP2510673B2 JP63107632A JP10763288A JP2510673B2 JP 2510673 B2 JP2510673 B2 JP 2510673B2 JP 63107632 A JP63107632 A JP 63107632A JP 10763288 A JP10763288 A JP 10763288A JP 2510673 B2 JP2510673 B2 JP 2510673B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pipes
pipe
metal ring
molten metal
plasma
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63107632A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01278968A (ja
Inventor
靖 高橋
孝作 千田
清詩 坂本
正善 山口
貞夫 菊池
誠 岩村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Tokyo Gas Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP63107632A priority Critical patent/JP2510673B2/ja
Publication of JPH01278968A publication Critical patent/JPH01278968A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2510673B2 publication Critical patent/JP2510673B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Arc Welding In General (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプラズマキーホール溶接方法の改良に係り、
特に配管の結合などに好適なプラズマキーホール溶接方
法に関する。
〔従来の技術〕
従来一般に採用されているこの種溶接方法は、たとえ
ば第10図に示すように行なわれているのが普通である。
すなわちこの図は配管のプラズマキーホール溶接の溶接
部拡大断面を示す図で、溶接に際しては配管(母材)1,
2の端面を突合せ、然る後、母材端面合せ部の上面(配
管外側)よりプラズマアーク3を照射する。この場合、
アークは、タングステン電極4と配管1,2の間に電圧を
かけ、ガスをプラズマ化して高熱集中形のアークとなる
ように形成されている。又プラズマガスアーク3の周
囲、すなわちチップ5と電極4の間にはプラズマガス6
が流れ、等にチツプ5とノズル7の間にはシールドガス
8が流れて、プラズマガスアーク3は周囲からシールド
されている。
更に、配管の内径側にはバツクシールドガス9が供給
されていて、溶融金属中への空気の巻込み、表面酸化が
防止されるようになつている。この様にして突合せ部に
プラズマ…アークを照射すると、熱は管の長手方向およ
び管の内径側へと伝わつてゆき、第11図に示すように溶
け、やがてはプラズマガスアークの流れで穴を生ずる。
即ちキーホールKHが出来る。
この状態でトーチ又は母材側を突合せ部に沿つて移動
すると、キーホールKHもこれにつれて移動し、順次冷却
してこのキーホール、すなわち穴が閉じビード12が形成
される。
尚この種溶接方法として関連するものには、たとえば
特開昭62−61777号公報が挙げられる。
〔発明が解決しようとする課題〕
このようにしてなされるプラズマアーク溶接方法は、
他のアーク溶接方法に比べ、アークのエネルギ密度が高
く、かつアーク長が大きいので、高入熱の能率的なアー
ク溶接を行うことができるという特徴を有している。
しかしながらその反面、このプラズマアーク溶接方法
は、溶接条件の安定域が、一般の溶接、たとえばTIG溶
接やMIG溶接に比べ狭く、作業性が悪い嫌いがあり、又
安定域が狭いことから信頼性にも欠ける嫌いがあつた。
本発明はこれにかんがみなされたもので、その目的と
するところは、トーチと溶接部間の距離の変化、あるい
は芯ずれが生じたとしても安定した溶接が可能となり、
溶接条件の安定域が広く、作業性が良好で信頼性の高い
この種プラズマアーク溶接方法を提供するにある。
〔課題を解決するための手段〕
すなわち本発明は、2つの配管の端面同志をプラズマ
アーク溶接するに際し、配管の突合せ端面に、配管の肉
厚とほぼ等しい肉厚を有し、かつ配管の肉厚寸法より小
さい長さ寸法を有する溶融金属環を介在せしめ、該溶融
金属環及び配管端面部にプラズマアークを照射してまず
溶融金属環を溶かし、それと同時に配管端部を徐々に加
熱して溶かしながら配管の全周を順次溶接するようにな
し所期の目的を達成するようにしたものである。
〔作用〕
この方法であると、溶接トーチの移動とともに配管に
比較し体積の小さい金属環の一部が先に溶けて高熱状態
となるため、プラズマアークはこの部分に集中、すなわ
ちアークは金属溶融部に集中する特性があることから、
その集中度合は増し、たとえトーチと溶接部間の距離の
変化あるいは芯ずれが生じても、充分にアークは溶接部
に集まり、したがつて作業容易にして良好な溶接部を得
ることができるのである。
〔実施例〕
以下図示した実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。
第1図は本発明の方法により配管を溶接している状態
を示すその一部破断斜視図である。この溶接をするに際
し、まず第2図に示すように、溶接しようとする配管1,
2の端面1a,2aを合せるとともに、この両端面の間に溶融
金属環(以下インサートリングと云う)15を挿入する。
このインサートリングは、管の内径面とリングの内径面
を合せてやることが肝要で、インサートリングの厚さは
管の肉厚にもよるが、一般的には配管の厚みより小さい
0.5〜1.5mm位のものが実験の結果では作業性が良好のよ
うである。
この様にして両配管端面の間にインサートリング15を
挿入した後管1,2を互いに押付け、インサートリングと
管とを接触、すなわち両者間のギヤツプを極力少なくし
たのち、第3図に示す様に管の外径側でインサート挿入
部を中心としてトーチ10をセツトし、プラズマアークに
より外径側より配管及びインサートリングを加熱してや
る。この場合インサートイングと管1,2との間は熱抵抗
が大きく、かつインサートリングは配管に比し体積が小
さいことから、熱容量が小さいため、管より早く溶融す
る。このときアークは金属溶融部に集中する特性がある
ことから、その集中度合は増し、それと同時に両側の管
端部をも徐々に加熱して、ついには全面が溶融して、貫
通穴、すなわちキーホールを生ずる。この状態でトーチ
10を移動するか又は配管1,2を移動すると、溶融貫通穴
(キーホールKH)もこれにつれて移動する。この場合、
一度溶融した部分は、アークを移動するに従い熱入力が
少なくなり、冷却するが、溶融金属の表面張力で穴を閉
鎖しようとする力が働き、ビードを生ずる。
この様にして溶接を続行すると第1図に示す如く、連
続ビード12が得られる。
このように本発明によれば、体積の小さいインサート
リング15の一部が先に溶け、高熱状態となるため、アー
クはこの部分に集中し、非常にアークの安定性が良くな
り、たとえトーチと溶接部間の距離に変化が生じても良
好な溶接部を得ることができ、したがつて溶接作業は非
常に容易となる。実験の結果ではこのアークギヤツプG
の許される範囲は、従来の方法では最大4mmであつた
が、本発明では2倍の8mmまで可能であつた。またさら
に第4図に示すようにアーク中心と溶接部との芯ずれ
(配管の長手方向ずれ、目外れ)lも従来の方法では0.
5mm以下であつたものが本発明の方法であると±1.5mmま
で可能となり約3倍となる。即ち、作業条件の裕度が2
〜3倍に拡大され、著しく作業可能範囲が増大するとい
うことである。また、更に本発明の方法であると、裏側
ビードの点でも良好な結果が得られる。すなわち溶接部
の裏側ビード(裏波ビード)はインサートリングなしの
ものに比べ、管の内側とほぼ水平になり、いわゆるアン
ダーカツトの少ない良好なビードが得られるのである。
尚以上の説明では、配管端部間に介在されるインサー
トリングが、配管の内外径と同一の内外径を有するもの
の場合について説明してきたが、このインサートリング
の径は常に配管の径に合わせなければならないわけでは
なく、たとえば第5図のように形成してもよい。
すなわちこの場合は管の外径よりもインサートリング
の外径をhだけ(約0.5〜3mm位)突出する様にしたもの
である。このように形成されたインサートリングである
と、前述したインサートリングの場合に比べ、溶接当初
よりインサートリングは溶け易くアークの安定性が増大
し、アークギヤツプG、アーク目外れ量lも更に大きく
許容出来る様になる。即ち作業裕度が一段と向上する利
点を持つている。
また、この場合のビード断面形状は第6図に示す如
く、管の外径面側で大きくなり、すなわちビードの巾が
大きくなつて溶接部の信頼性も増す特徴をもつている。
第7図にはさらに他の実施例が示されている。この場
合にはインサートリングの外径側の一部に管の受部(突
縁部)16が設けられている。このように形成されたイン
サートリングであると、前述した効果を達成することは
勿論、さらに管と管を突合せインサートリングを所定位
置に取付する段取り作業が非常に簡単になる、即ち狭隘
な現地作業でも容易に段取り作業する事が可能となり、
合せて、溶接作業条件裕度も広く出来る。
第8図にはさらに他の実施例が示されている。この場
合にはインサートリング15の内径側の一部に溶融点がイ
ンサートリング母材よりも低く、かつ溶融して蒸発ガス
の発生し易い金属17を複合化させている。
このようにすると、管の外径側からプラズマアークを
照射するとインサートリング15と母材端部1,2が一緒に
溶けるが、この際、インサートリングの下部に複合化し
た金属17も同時に溶けて蒸発ガスを配管内に多く発生
し、管内のキーホール溶接部をシールドする。従つてバ
ツクシールドガスは不要となる。この様にして溶接され
たビードは、特に配管内にバツクシールドガスを供給し
なくても裏波ビードは酸化せず、ビード中への酸化物の
混入もなく、したがつてブローホール欠陥等の発生しな
い高品質の溶接部が得られる。
尚この溶融温度が低く、かつ蒸発ガスの発生し易い金
属としては下記のものがあげられる。
(1)亜鉛,(2)スズ,(3)マンガン,(4)ア
ンチモン,(5)ビスマス,(6)カドミウム,(7)
鉛,(8)(1)〜(7)の金属の合金。
第9図に示すものはさらに他の実施例で、インサート
リング15の母材の材質に下記に示す様な脱酸効果を持た
せる様にした成分18を配合する様にしたものである。こ
のインサートリングに、インサートリングの母材成分と
して脱酸効果を有する。(1)シリコン,(2)マンガ
ン,(3)リンナイオウ等の成分を適量に選択してやれ
ば、良好な脱酸効果を発揮し、管の内径側にバツクシー
ルドガスを供給しなくとも、ビード中に巻込まれた不純
物、ガスブローホール等の脱酸除外し、溶着部に欠陥の
少ない美麗なビードが得られる。
尚一般のガス管の溶接の場合には、脱酸効果を有する
インサートリング母材の成分としては下記のものがあげ
られる。
(1)シリコン :0.10%〜1.00% (2)マンガン :0.30%〜2.00% (3)リン,イオウ :0.04%以下 (4)カーボン :0.33%以下 (5)鉄 :残 〔発明の効果〕 以上種々説明してきたように、本発明は2つの配管の
端面同志を溶接するに際し、配管の突合せ端面に、配管
の肉厚とほぼ等しい肉厚を有し、かつ配管の肉厚寸法よ
り小さい長さ寸法を有する溶融金属環を介在せしめ、該
溶融金属環及び配管端面部にプラズマアークを照射して
まず溶融金属環を溶かし、それと同時に配管端部を徐々
に加熱して溶かしながら配管の全周を順次溶接するよう
になしたから、溶接トーチの移動とともに配管に比較し
体積の小さい金属環の一部が先に溶けて高熱状態となる
ため、プラズマアークはこの部分に集中し、たとえトー
チと溶接部間の距離の変化あるいは芯ずれが生じても、
充分にアークは溶接部に集まり、したがつて溶接条件の
安定域が広く、作業性が良好で信頼性の高いこの種プラ
ズマアーク溶接方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の溶接方法を説明するための、その溶接
状態を示す一部破断斜視図、第2図は第1図のA−A線
に沿う断面図、第3図及び第4図は第2図と同一部分を
示し、溶接トーチを当てがつた状態を示す断面図、第5
図は本発明の他の実施例を示す断面図、第6図は第5図
と同一部分を示し、その溶解状態を示す断面図、第7図
〜第9図は本発明のさらに他の実施例を示す断面図、第
10図は従来の溶接方法を説明するための、その溶接状態
を示す断面図、第11図は同じくその斜視図である。 1,2……配管、10……溶接トーチ、15……金属環(イン
サートリング)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 清詩 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式 会社日立製作所日立工場内 (72)発明者 山口 正善 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式 会社日立製作所日立工場内 (72)発明者 菊池 貞夫 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式 会社日立製作所日立工場内 (72)発明者 岩村 誠 神奈川県横浜市栄区飯島町2640―30 (56)参考文献 特開 昭59−1064(JP,A)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶接接合すべき2つの配管の端面同志を突
    合せ、該突合せ部にプラズマアークを照射し、両配管端
    面を溶かしながら配管の全周を順次溶接するようになし
    たプラズマキーホール溶接方法において、 前記2つの配管の端面同志を溶接するに際し、該配管の
    突合せ端面に、配管の肉厚とほぼ等しい肉厚を有し、か
    つ、配管の肉厚寸法より小さい長さ寸法を有する溶融金
    属環を介在せしめ、該溶融金属環及び配管端面部にプラ
    ズマアークを照射してまず溶融金属環を溶かし、それと
    同時に配管端部を徐々に加熱して溶かしながら配管の全
    周を順次溶接するようにしたことを特徴とするプラズマ
    キーホール溶接方法。
  2. 【請求項2】溶接接合すべき2つの配管の端面同志を突
    合せ、該突合せ部にプラズマアークを照射し、両配管端
    面を溶かしながら配管の全周を順次溶接するようになし
    たプラズマキーホール溶接方法において、 前記2つの配管の端面同志を溶接するに際し、該配管の
    突合せ端面に、配管の内径にほぼ等しい内径を有し、か
    つ、配管の外径よりは多少大きな外径を有する溶融金属
    環を介在せしめ、該溶融金属環及び配管端面部にプラズ
    マアークを照射してまず溶融金属環を溶かし、それと同
    時に配管端部を徐々に加熱して溶かしながら配管の全周
    を順次溶接するようにしたことを特徴とするプラズマキ
    ーホール溶接方法。
  3. 【請求項3】前記溶融金属環の内周側に、該溶融金属環
    の母材より融点が低く、かつ、蒸発ガスの発生し易いガ
    ス発生部材を配置せしめたことを特徴とする特許請求の
    範囲第2項記載のプラズマキーホール溶接方法。
  4. 【請求項4】前記溶融金属環の外径側の一部に、前記配
    管端面の外周部が掛止する突縁部を設けたことを特徴と
    する特許請求の範囲第2項記載のプラズマキーホール溶
    接方法。
  5. 【請求項5】前記溶融金属環は、該溶融金属環の母材に
    脱酸効果を有する成分が所定量混入せしめられて形成さ
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の
    プラズマキーホール溶接方法。
JP63107632A 1988-05-02 1988-05-02 プラズマキ―ホ―ル溶接方法 Expired - Lifetime JP2510673B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63107632A JP2510673B2 (ja) 1988-05-02 1988-05-02 プラズマキ―ホ―ル溶接方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63107632A JP2510673B2 (ja) 1988-05-02 1988-05-02 プラズマキ―ホ―ル溶接方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01278968A JPH01278968A (ja) 1989-11-09
JP2510673B2 true JP2510673B2 (ja) 1996-06-26

Family

ID=14464110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63107632A Expired - Lifetime JP2510673B2 (ja) 1988-05-02 1988-05-02 プラズマキ―ホ―ル溶接方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2510673B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016033627A1 (de) * 2014-09-05 2016-03-10 Stiwa Holding Gmbh SCHWEIßZUSATZ UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER BAUGRUPPE MITTELS EINER STOFFSCHLÜSSIGEN VERBINDUNG

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7267475B1 (ja) * 2022-02-17 2023-05-01 株式会社新来島どっく Co2溶接に先んじるプラズマ溶接を併用する管接合溶接方法及びこの方法により溶接された接合管

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS591064A (ja) * 1982-06-25 1984-01-06 Hitachi Ltd 固定管の裏波溶接法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016033627A1 (de) * 2014-09-05 2016-03-10 Stiwa Holding Gmbh SCHWEIßZUSATZ UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER BAUGRUPPE MITTELS EINER STOFFSCHLÜSSIGEN VERBINDUNG
CN107073620A (zh) * 2014-09-05 2017-08-18 斯蒂沃控股有限公司 焊料和用于通过材料锁合的连接制造组件的方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01278968A (ja) 1989-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Houldcroft Welding process technology
Campbell Joining: understanding the basics
PL175594B1 (pl) Sposób spajania części metalowych za pomocą spawania łukowego
JP2005501737A (ja) ガス流量調節を伴うハイブリッドレーザー−アーク溶接方法
JPS58119481A (ja) レ−ザ溶接方法
JP2004306084A (ja) レーザ溶接とア−ク溶接の複合溶接方法
Houldcroft Welding processes
US20060016788A1 (en) Method for welding employing current
JP2005501736A (ja) ハイブリッドレーザー−アーク溶接で電気アークを点弧するための方法
CN103889633A (zh) 铁素体系不锈钢板的tig焊接方法
JP2510673B2 (ja) プラズマキ―ホ―ル溶接方法
JP3034294B2 (ja) レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置
WO1994022630A1 (en) Plasma arc welding method and apparatus for practising the same
KR101092774B1 (ko) 협 개선 수동 가스 텅스텐 아크 용접용 토치
JPS61232079A (ja) レ−ザ溶接方法
JP3134706B2 (ja) 溶接鋼管の製造方法
JPH1076363A (ja) 高エネルギ密度熱源溶接部の強度改善方法
Al-Quenaei Fusion welding techniques
CN112548278A (zh) 一种堆芯组件的凸台对接结构及其焊接方法
JPH09248668A (ja) ガスシールド消耗電極式アークろう付け法
JP2003001454A (ja) 金属板同士の重ねすみ肉溶接方法
JPH0422669B2 (ja)
JPS5937716B2 (ja) コウソクガスシ−ルドア−クヨウセツホウ
Howse Developments in A-TIG welding
JPS5927773A (ja) 片面溶接法