JP2837605B2 - Automatic rail welding method - Google Patents
Automatic rail welding methodInfo
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- JP2837605B2 JP2837605B2 JP9339593A JP9339593A JP2837605B2 JP 2837605 B2 JP2837605 B2 JP 2837605B2 JP 9339593 A JP9339593 A JP 9339593A JP 9339593 A JP9339593 A JP 9339593A JP 2837605 B2 JP2837605 B2 JP 2837605B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は鉄道用またはクレーン用
のレールを突き合わせ溶接するための自動溶融溶接技術
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic fusion welding technique for butt welding railroad or crane rails.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来からレールの突き合わせ溶接にはI
型開先を突き合わせた後レール足部を多層溶接し、その
後レール柱部と頭部を当金材で取り囲み連続的に溶接す
る被覆アーク溶接棒を使用したエンクローズドアーク溶
接方法が用いられている。しかしながら、該溶接方法は
手溶接方法であるため、溶接作業者の技量に依存する部
分が多く熟練を要すること、溶接時間が長く施工能率が
上がらないこと、また溶接ヒューム等の作業環境等の問
題があり、溶接作業者の熟練を必要としない高能率な自
動溶接方法が要望されてきた。2. Description of the Related Art Conventionally, butt welding of rails has been performed by using I
An enclosed arc welding method using a covered arc welding rod is used, in which the rail legs are multi-layer welded after butting the mold grooves, and then the rail pillars and the head are surrounded by a metal material and continuously welded. . However, since the welding method is a manual welding method, there are many parts that depend on the skill of the welding operator, so that skill is required, welding time is long, construction efficiency is not improved, and work environment such as welding fume is problematic. Therefore, a highly efficient automatic welding method that does not require skill of a welding operator has been demanded.
【0003】このような背景のもとに、エンクローズド
アーク溶接方法に代わる自動溶接方法が種々検討されて
きた。特公昭44−24249号公報に示された技術も
該溶接方法に代わる方法として提案されたものであり、
レール足部をサブマージアーク溶接方法で各層毎に溶接
を中断し、凝固スラグを除去しながら溶接し、レール柱
部および頭部をエレクトロスラグ溶接方法により溶接す
る。また特開平1−2779号公報に示された技術で
は、レール足部初層をサブマージアーク溶接方法で溶接
し、2層目においてエレクトロスラグ溶接方法に移行し
て以降レール柱部から頭部を同様にエレクトロスラグ溶
接方法で溶接する方法が提案されている。さらに特公昭
45−14173号公報に示された技術では、レール全
断面をガスシールド溶接方法で溶接する方法が提案され
ている。特公昭45−19369号公報および特公昭6
1−249679号公報に示された技術も、ガスシール
ドアーク溶接方法を用いてレールを突き合わせ溶接する
方法である。[0003] Against this background, various automatic welding methods have been studied in place of the enclosed arc welding method. The technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 44-24249 is also proposed as an alternative to the welding method.
The welding of the rail foot is interrupted for each layer by the submerged arc welding method, welding is performed while removing solidified slag, and the rail column and the head are welded by the electroslag welding method. According to the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-2779, the first layer of the rail is welded by the submerged arc welding method, and the second layer shifts to the electroslag welding method. A method of welding by an electroslag welding method has been proposed. Further, in the technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 45-14173, a method of welding the entire cross section of a rail by a gas shield welding method has been proposed. JP-B-45-19369 and JP-B-6-19
The technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-249679 is also a method in which rails are butt-welded using a gas shielded arc welding method.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術は、い
ずれも溶融溶接法でありレール軸方向への加圧は必要と
せず、またエンクローズドアーク溶接方法よりも能率向
上、脱技量化は図れるものの、まだ多くの問題点を残し
ている。即ち特公昭44−24249号公報に示されて
いる技術では、サブマージアーク溶接をレール足部の各
層で行うため各層毎に凝固したスラグを除去しなければ
ならない。またレール足部溶接終了後は、一旦溶接を中
断してエレクトロスラグ溶接の再スタート準備をしてか
らレール柱部と頭部の溶接を行う。従って、各溶接の開
始と停止部には溶け込み不良や凝固割れ等の溶接欠陥が
発生し易く、溶接能率も低下する。さらにレール足部と
柱部および頭部では溶接方法の違いから溶接材料のフラ
ックスを使い分け、溶接電源の特性も切り替えて使用す
る等、操作の煩雑さに起因する能率の低下、溶接機のコ
スト高、溶接材料の管理で問題が残る。The prior arts described above are all fusion welding methods and do not require pressing in the axial direction of the rail, and are more efficient and more efficient than the enclosed arc welding method. However, it still has many problems. That is, in the technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 44-24249, since submerged arc welding is performed on each layer of the rail foot, solidified slag must be removed for each layer. After the end of the rail foot welding, the welding is temporarily interrupted to prepare for restarting the electroslag welding, and then the rail column and the head are welded. Therefore, welding defects such as poor penetration and solidification cracks are likely to occur at the start and stop portions of each welding, and the welding efficiency is reduced. Furthermore, the flux of the welding material is selectively used for the rail foot, the pillar and the head due to the difference in welding methods, and the characteristics of the welding power source are switched. However, problems remain in the management of welding materials.
【0005】また特開平1−2779号公報に示された
技術では、低融点で低粘性の溶融型フラックスの開発に
よりレール足部初層のサブマージアーク溶接方法から2
層目以降のエレクトロスラグ溶接方法への移行が速やか
にでき、レール足部初層からレール頭部の溶接が連続し
てできる溶接方法である。しかしながら該溶接方法でレ
ール足部を溶接する際には、レール足部2層目において
初層のサブマージアーク溶接で形成された凝固スラグを
再溶融させ、エレクトロスラグ溶接に移行するための多
大な溶接入熱が必要となる。反面、凝固割れ防止の観点
からは、過大な入熱は避けなければならないという相反
する制約条件のため採用し得る溶接電流、溶接電圧、溶
接速度の条件範囲が著しく狭くなる。そのため現地溶接
における雰囲気、溶材湿度、開先精度等の変動要因の増
加により、初層凝固スラグの微細な未溶融欠陥残存の危
険性が皆無とはいえない溶接方法である。In the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-2779, the development of a low-melting-point, low-viscosity, molten flux has led to the development of a submerged arc welding method for the first layer of a rail foot.
This is a welding method in which the transition to the electroslag welding method after the first layer can be quickly performed, and welding of the rail head can be continuously performed from the first layer of the rail foot. However, when the rail foot is welded by the welding method, a large amount of welding is required to re-melt the solidified slag formed by the first layer submerged arc welding in the second layer of the rail foot and shift to electroslag welding. Heat input is required. On the other hand, from the viewpoint of preventing solidification cracking, the range of conditions for welding current, welding voltage, and welding speed that can be adopted is remarkably narrow due to conflicting constraints that excessive heat input must be avoided. Therefore, due to the increase in variables such as atmosphere, molten metal humidity, groove accuracy and the like in the field welding, there is no danger of minute unmelted defects remaining in the primary solidified slag.
【0006】また特公昭45−14173号公報に示さ
れる技術のようにレール全断面をガスシールド溶接方法
で溶接する方法においては溶接開始から終了までシール
ドガスを用いるため、本技術が現地施工に適用されるこ
とを念頭におくと耐風性に十分な配慮が必要となり、特
にレール柱部以降頭部までを完全に屋外の風から防風
し、シールドガスのシールド効果を健全に保つことは極
めて至難であり、治具等で解決しようとしてもその機構
は複雑なものとなり、ハンドリング面で施工能率を悪く
する。またガスシールドアーク溶接方法は開先寸法に対
する適正な溶接条件範囲が狭く、特に溶接積層が進行し
レール柱部から頭部に至る領域では、開先寸法の変動に
より開先の融合不良等の溶接欠陥を発生する危険性が高
く溶接継手の信頼性で問題となる。In the method of welding the entire cross section of a rail by gas shield welding as in the technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 45-14173, a shield gas is used from the start to the end of welding, so that the present technique is applied to on-site construction. It is extremely difficult to keep the shielding effect of the shielding gas sound by completely protecting the wind resistance from the outdoor wind to the head from the rail pillar part to the head, especially if the wind resistance is taken into consideration. In addition, even if an attempt is made to solve the problem with a jig or the like, the mechanism becomes complicated, and the construction efficiency deteriorates in terms of handling. In addition, the gas shielded arc welding method has a narrow range of appropriate welding conditions for groove dimensions, and particularly in the region from the rail column to the head where welding lamination progresses, variations in groove dimensions cause welding such as poor fusion of grooves. There is a high risk of generating defects, which poses a problem in the reliability of the welded joint.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来技術の
問題点に鑑みなされたものであって、その要旨は、レー
ルを突き合わせ溶接する自動溶接方法において、レール
足部初層をCO2 ガスシールドアーク溶接方法にて裏波
溶接し、一時的に溶接を停止して溶接終端位置から非消
耗ノズルの横行を反転し、レール足部初層の溶接開始側
に横行しつつ溶融型フラックスを50g/min以上、1kg
/min以下の添加速度で開先内に添加する。その後溶接ワ
イヤの送給を開始してレール足部2層目をサブマージア
ーク溶接方法で溶接し、連続してレール足部3層目にお
いてレール足部2層目で形成された凝固スラグを再溶融
させつつエレクトロスラグ溶接方法に移行し、移行後は
非消耗ノズルを溶接電流検知による自動上昇とレール足
部での溶接層数対応またはレール柱部からレール頭部に
おけるレール高さ位置対応の横行幅を記憶装置により制
御することでレール形状に合わせて上昇または反復横行
させ、レール頭頂面までの溶接を行う溶接方法であり、
一連の溶接においては、レール足部上面に載置した枠体
型固定当金および非消耗ノズルの外筒を用いてCO2 ガ
スまたはフラックスの自動供給を行うと共に、溶融スラ
グまたは溶融金属の流出を防止し、さらに定電圧特性を
有する直流電源と溶接ワイヤ径φ1.2mmからφ2.0
mmと低融点で低粘性な溶融型フラックスとしてフラック
スの重量%でCaF2 で25〜40%、SiO2 が20
〜35%、TiO2 が5〜15%で、かつCaF2 +S
iO2 が50%以上含有されるCaF2 −SiO2 −T
iO2 を主成分とした溶融型フラックスを用いて溶接す
ることを特徴とするレールの自動溶接方法にある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and the gist of the present invention is to provide an automatic welding method for butt-welding rails, in which the first layer of the rail foot is formed of CO 2 gas. Uranami welding by shield arc welding method, temporarily stop welding, reverse the traverse of the non-consumable nozzle from the welding end position, and move 50 g of molten flux while traversing the welding start side of the first layer of the rail foot / min or more, 1kg
Add into the groove at an addition rate of / min or less. Thereafter, the feeding of the welding wire is started, the second layer of the rail foot is welded by the submerged arc welding method, and the solidified slag formed by the second layer of the rail foot is continuously remelted on the third layer of the rail foot. After the transition to the electroslag welding method, after the transition, the non-consumable nozzle automatically rises by welding current detection and the width of the rail corresponds to the number of welding layers at the rail foot or the rail height position from the rail column to the rail head position Is controlled by a storage device to raise or repeat the traverse according to the rail shape, and is a welding method for welding up to the rail top surface,
In a series of welding, CO 2 gas or flux is automatically supplied using the frame-type fixing metal placed on the top of the rail foot and the outer cylinder of the non-consumable nozzle, and molten slag or molten metal is prevented from flowing out In addition, a DC power source having a constant voltage characteristic and a welding wire diameter of φ1.2 mm to φ2.0
25 to 40% by weight of CaF 2 and 20% by weight of SiO 2 as a low melting point and low viscosity molten flux
35%, with TiO 2 5-15%, and CaF 2 + S
CaF 2 —SiO 2 —T containing 50% or more of iO 2
An automatic rail welding method is characterized in that welding is performed using a molten flux containing iO 2 as a main component.
【0008】[0008]
【作用】以下、図面に従い本発明を詳細に説明する。図
1は本発明方法の実施態様を示す斜視図であり、図2は
被溶接部材であるレール端面方向から見た実施態様の断
面図である。The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the method of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the embodiment as viewed from a rail end surface which is a member to be welded.
【0009】図1において、1aおよび1bは被溶接部
材であるレールで、各端面間に適当な開先間隔を開けて
突き合わせた状態で設置している。2aおよび2bは枠
体型固定当金であり、それぞれレール頭頂部用当金2b
とレール頭側部からレール足先までを囲む当金2a一対
が2本のピンにより連結され、レール頭側部から下の当
金2aがレール頭頂部用当金2bを中心に開脚する機構
であり、溶接の際にはレール1a,1bの頭部からかぶ
せるように設置し、溶接中の溶融金属および溶融スラグ
流出を防止する。3aおよび3bは移動当金でレール足
部の溶接完了後に油圧駆動機構等任意の駆動手段(図示
せず)で矢印10,11の方向に移動させレール柱部お
よびレール頭側部に一定の隙間を設けて当接され、レー
ル柱部以降のエレクトロスラグ溶接で溶融金属および溶
融スラグの流出を防止する。4a,4cはシールドガス
の供給腔を備えた防風壁で内部空洞の箱型構造であり、
溶接においては固定当金2a,2bに載置して使用し、
レール足部初層のCO2 ガスシールド溶接で防風として
の作用を果たすと共に、側壁に設けたシールドガス供給
口8a,8bから供給されるシールドガスをシールドガ
ス吹出口9a,9bから開先内へと導入する。4b,4
dは4a,4cとそれぞれ一対で使用される防風壁であ
る。5a,5bはレール足先の当金で、それぞれ固定当
金2aか2bの一方にボルト等で固定して用いて、溶接
中は溶融金属の流出を防止する。6は裏当材収納枠体で
固定当金2a,2bに連結して用い、レール足部裏面に
コージライト系の固形材とガラス繊維シートからなる裏
当材7を密着当接する。裏当材7はレール足部初層溶接
において裏波ビードの落ち込みを防止し、ビード形状を
健全に保つと共にビード表面を滑らかにする。In FIG. 1, reference numerals 1a and 1b denote rails which are members to be welded, which are installed in a state where they are abutted with an appropriate gap between the end faces. Reference numerals 2a and 2b denote frame-type fixing abutments, which are rail top abutments 2b, respectively.
And a pair of abutments 2a surrounding the rail head side to the rail foot are connected by two pins, and the lower abutment 2a from the rail head side is opened around the rail top abutment 2b. In welding, the rails 1a and 1b are installed so as to cover the heads of the rails 1a and 1b to prevent molten metal and molten slag from flowing out during welding. Reference numerals 3a and 3b denote fixed moving gaps in the directions of arrows 10 and 11 by means of a hydraulic drive mechanism (not shown) after the welding of the rail foot is completed with a moving allowance, so that a fixed gap is formed between the rail pillar and the rail head side. To prevent the molten metal and the molten slag from flowing out by electroslag welding after the rail pillar portion. 4a and 4c are windproof walls provided with a shielding gas supply cavity, and have a box-shaped structure with an internal cavity.
In welding, it is used by placing it on the fixed abutments 2a and 2b,
Together fulfill an action as windbreak with CO 2 gas shielded welding of the rail foot first layer, the shielding gas supply port 8a provided on the side wall, the shield gas supplied from 8b shielding gas outlet 9a, from 9b to the open destination within And introduce. 4b, 4
d is a windbreak wall used as a pair with each of 4a and 4c. Reference numerals 5a and 5b denote rail foot abutments which are fixed to one of the fixed abutments 2a and 2b with bolts or the like, respectively, to prevent molten metal from flowing out during welding. Reference numeral 6 denotes a backing material storage frame, which is used by being connected to the fixing backings 2a and 2b, and closely adheres a backing material 7 made of a cordierite-based solid material and a glass fiber sheet to the back surface of the rail foot. The backing material 7 prevents the underside bead from dropping in the first layer welding of the rail foot, keeps the bead shape sound, and smoothes the bead surface.
【0010】12は溶接フィラーワイヤであり、13は
フィラーワイヤ12をレール開先内に導くと共に溶接電
源から電力をフィラーワイヤ12に供給する非消耗ノズ
ルである。非消耗ノズル13の周囲は分岐口15に取り
付けられた消耗式外筒14が覆っていて、分岐口15を
介して溶融型フラックス23とガスシールド用CO2ガ
ス24の両方またはどちらか一方をレール形状の溶接部
位によって適所適量フィラーワイヤ先端部(アーク点)
近傍に自動供給できる構造になっている。また16はホ
ルダーであり、非消耗ノズル13を昇降用モーター21
とボールネジ、ピニオン、ギヤ、軸受け、外部枠体等の
要素からなる昇降装置20に保持し、非消耗ノズル13
の矢印方向22へ昇降移動を可能にする。また17は横
行装置であり、横行用モーター18とボールネジ、ピニ
オン、ギヤ、軸受け、外部枠体等の要素で構成され、昇
降装置20と連結して用いて矢印方向19に横行移動を
可能にする。また32はフラックスホッパーと送給機で
あり、溶接開始前にホッパー内に予め乾燥した溶融型フ
ラックス23を補給しておくことにより溶接中記憶装置
からの出力信号とおりの位置で適量の溶融型フラックス
23をレール開先内に上述の分岐口15および消耗式外
筒14を通して供給することができる。上記構成により
溶接フィラーワイヤ12の先端部は図2の31の軸跡を
描きながら溶接を行うが、移動式当金3aおよび3bは
溶接がレール足部を完了した時点、即ち溶接フィラーワ
イヤ先端の軸跡31のA点以降においては3a−1,3
b−1に移動させる。以上本発明の実施態様における構
成を説明した。Reference numeral 12 denotes a welding filler wire, and reference numeral 13 denotes a non-consumable nozzle that guides the filler wire 12 into the groove of the rail and supplies electric power from the welding power source to the filler wire 12. The non-consumable nozzle 13 is covered by a consumable outer cylinder 14 attached to the branch port 15, and the molten flux 23 and / or the CO 2 gas 24 for gas shielding are railed through the branch port 15. Filler wire tip (arc point) in the right place at the right place depending on the shape of the welded part
It has a structure that can be automatically supplied to the vicinity. Reference numeral 16 denotes a holder, which moves the non-consumable nozzle 13 to a motor 21 for lifting and lowering.
And a non-consumable nozzle 13 held by an elevating device 20 including elements such as a ball screw, a pinion, a gear, a bearing, and an outer frame.
Can be moved up and down in the arrow direction 22 of FIG. Reference numeral 17 denotes a traversing device, which comprises a traversing motor 18 and elements such as a ball screw, a pinion, a gear, a bearing, and an outer frame, and is used in conjunction with a lifting device 20 to enable traversing movement in the arrow direction 19. . Reference numeral 32 denotes a flux hopper and a feeder. By supplying a melted flux 23 which has been dried beforehand in the hopper before the start of welding, an appropriate amount of the melted flux is supplied at a position according to the output signal from the storage device during welding. 23 can be supplied into the rail groove through the above-mentioned branch port 15 and consumable outer cylinder 14. According to the above configuration, the tip of the welding filler wire 12 performs welding while drawing the axis trace of 31 in FIG. 2. However, the movable abutments 3a and 3b stop when the welding is completed on the rail foot, that is, at the tip of the welding filler wire. 3a-1, 3 after point A of the shaft trace 31
Move to b-1. The configuration according to the embodiment of the present invention has been described above.
【0011】次に、図3から図7に従い本発明溶接方法
をさらに詳細に説明する。まず図3に示す本発明実施態
様の一例の断面図によりレール足部初層裏波溶接の状態
を説明する。図において直接アークをシールドするCO
2 ガス24は、非消耗ノズル13が貫通する消耗式外筒
14を通して供給される。またシールドの効果を完全に
するため、溶接するレール足部全体の雰囲気を置換する
CO2 ガス24は、シールドガス供給腔付き防風壁4a
および4bに設けたシールドガス吹出口9aおよび9b
から供給される。即ちレール足部初層のCO2 ガスシー
ルドアーク溶接は、流量制御器により3分割されたシー
ルドガスをそれぞれ流量調整して開先内に供給する2重
シールドの状態で行われる。また溶接が進行するに従
い、裏当材7も表面のガラス繊維シートとコージライト
系の固形材が一部溶融し、形成されたレール足部初層溶
接ビード25の裏面に薄いスラグ膜となって覆い溶接ビ
ードの表面およびエッジ部の形状を滑らかにする。この
裏当材7には、非溶接物の開先がI型で比較的ルート間
隔が広い14mmから22mmでも裏波ビードの余盛高さが
過大とならないために耐火性の比較的高いコージライト
系の固形材表面にレール1a,1bの軸線を横切る方向
の連続した溝を設けガラス繊維シートを張り付けて使用
しており、この方法で最も良好な溶接結果が得られた。Next, the welding method of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. First, the state of the rail foot first layer backside welding will be described with reference to the cross-sectional view of an example of the embodiment of the present invention shown in FIG. CO that shields the arc directly in the figure
The two gases 24 are supplied through a consumable outer cylinder 14 through which the non-consumable nozzle 13 penetrates. In order to complete the effect of the shield, the CO 2 gas 24 that replaces the atmosphere of the entire rail foot to be welded is provided on the windproof wall 4 a with the shield gas supply cavity.
Gas outlets 9a and 9b provided in the air outlets 4a and 4b
Supplied from That is, the CO 2 gas shield arc welding of the first layer of the rail foot is performed in a double shield state in which the shield gas divided into three by the flow controller is adjusted in flow rate and supplied into the groove. As the welding progresses, the backing material 7 also partially melts the glass fiber sheet on the surface and the cordierite-based solid material, forming a thin slag film on the back surface of the formed rail foot first layer welding bead 25. Smooths the shape of the surface and edges of the overlay weld bead. The backing material 7 has cordierite having relatively high fire resistance because the margin height of the uranami bead is not excessively large even if the groove of the non-weld is I-shaped and the root interval is relatively wide, 14 mm to 22 mm. A continuous groove extending in a direction transverse to the axis of the rails 1a and 1b is provided on the surface of the solid material of the system, and a glass fiber sheet is attached and used. The best welding result was obtained by this method.
【0012】次に図4に示す本発明実施態様の一例の断
面図によりレール足部初層裏波溶接後の溶融型フラック
ス23添加の状態について説明する。図において非消耗
ノズル13はレール足部初層をCO2 ガスシールドアー
ク溶接により裏波溶接し、横行動作を停止した後、溶接
アークとガスシールド用のCO2 ガスを自動的に停止
し、その後連続して横行方向を反転して横行しつつ溶融
型フラックス23を溶接開先内に添加している状態であ
る。この際開先内に供給される溶融型フラックス23の
添加量は、レール1a,1bからなるルート間隔と枠体
型固定当金2aおよび2bからなる枠体内部容積により
必要量は若干変動するが枠体内部の幅を24mmから30
mmとした場合、次層においてサブマージアーク溶接を行
うためには最低でも80g以上の添加量が必要であり、
レール足部3層目以降エレクトロスラグ溶接へ移行する
ことを考えれば300g以下であることが望ましい。ま
た添加する際の横行速度は50mm/min以下では添加終了
までに時間がかかりすぎて効率の面で好ましくなく、5
00mm/min以上では添加された溶融型フラックス23は
開先内の2層目溶接開始側に片寄って散布されてしまい
溶接上好ましくない。上述の理由から添加速度は50g
/min以上で1kg/min以下の条件範囲において添加するこ
とが望ましく、横行速度は添加速度に対応して適正添加
量を最も効率良く添加できるように調整することが必要
である。Next, the state of the addition of the molten flux 23 after the welding of the rail foot first layer backside wave will be described with reference to the cross-sectional view of one example of the embodiment of the present invention shown in FIG. In the figure, the non-consumable nozzle 13 reverse-welds the first layer of the rail foot by CO 2 gas shielded arc welding, stops the traversing operation, and then automatically stops the welding arc and the CO 2 gas for gas shielding. This is a state in which the molten flux 23 is added to the welding groove while the traversing direction is continuously reversed. At this time, the required amount of the molten flux 23 to be supplied into the groove varies slightly depending on the route interval composed of the rails 1a and 1b and the internal volume of the frame composed of the frame-type fixing abutments 2a and 2b. Body width from 24mm to 30
mm, in order to perform submerged arc welding in the next layer, an addition amount of at least 80 g is necessary,
Considering the transition to the electroslag welding after the third layer of the rail foot, the weight is preferably 300 g or less. If the traversing speed at the time of addition is 50 mm / min or less, it takes too much time to complete the addition, which is not preferable in terms of efficiency.
At a speed of more than 00 mm / min, the added molten flux 23 is unbalancedly sprayed toward the welding start side of the second layer in the groove, which is not preferable for welding. For the reasons mentioned above, the addition rate is 50 g
It is desirable to add in the condition range of 1 kg / min or more and 1 kg / min or less, and the traversing speed needs to be adjusted according to the addition speed so that an appropriate addition amount can be added most efficiently.
【0013】次に図5に示す本発明実施態様の一例の断
面図によりレール足部2層目のサブマージアーク溶接の
状態について説明する。溶接は上述添加された溶融型フ
ラックス23によりレール足部初層溶接ビード25を一
部再溶融しながらサブマージアーク溶接を行う。図にお
いて25は初層溶接ビードであり、26は2層目溶接ビ
ードで、23が溶融型フラックスである。Next, the state of submerged arc welding of the second layer of the rail foot will be described with reference to the cross-sectional view of one example of the embodiment of the present invention shown in FIG. In welding, submerged arc welding is performed while partially remelting the rail foot first layer welding bead 25 with the added molten flux 23. In the figure, reference numeral 25 denotes a first-layer weld bead, 26 denotes a second-layer weld bead, and 23 denotes a molten flux.
【0014】続いて図6に示す本発明実施態様の断面図
によりレール足部3層目以降のエレクトロスラグ溶接の
状態について説明する。溶接は2層目の溶接が終了した
後、溶接を中断することなく連続して非消耗ノズル13
の横行方向を反転して行われる。図は2層目溶接の際に
凝固したスラグを再溶融しながら3層目にエレクトロス
ラグ溶接に移行した後の状態を示すが、この後自動上昇
と横行反転を繰り返し、溶接がレール足部を終了する時
には、移動当金3a,3bは自動で図中の点線(図2参
照)で示す位置に当接され、連続してレール柱部の溶接
が行われる。2層目のサブマージアーク溶接で形成した
凝固スラグは、初層CO2 ガスシールドアーク溶接によ
るレールの予熱効果によって比較的高温な状態にあるた
め、3層目おいて凝固スラグは容易に再溶融し、未溶融
スラグ残存の危険性はない。また3層目以降のエレクト
ロスラグ溶接においては、溶接の進行と共に横行幅をレ
ール形状に合わせて低減させればレール足表に形成され
る溶接余盛を薄くできるので溶接後の仕上げ工程におい
て加工が容易となる。Next, the state of electroslag welding of the third and subsequent rail foot portions will be described with reference to the sectional view of the embodiment of the present invention shown in FIG. After the welding of the second layer is completed, the non-consumable nozzle 13 is continuously welded without interrupting the welding.
Is performed by reversing the traversing direction. The figure shows the state after shifting to electroslag welding on the third layer while remelting the slag solidified during the second layer welding, after which the automatic ascent and traverse reversal are repeated, and the welding is performed on the rail foot. When the operation is completed, the moving allowances 3a and 3b are automatically brought into contact with the positions shown by the dotted lines in the figure (see FIG. 2), and the rail pillars are continuously welded. Was formed by submerged arc welding of the second layer solidified slag, due to the relatively high temperature condition by preheating effect of the rail by root pass CO 2 gas shielded arc welding, solidified slag is easily re-melted at a third layer There is no danger of unmelted slag remaining. In the electroslag welding of the third and subsequent layers, if the traverse width is reduced in accordance with the shape of the rail as the welding progresses, the welding margin formed on the rail foot surface can be made thinner. It will be easier.
【0015】さらに続いて図7に示す本発明実施態様の
一例の断面図によりレール柱部および頭部の溶接につい
て説明する。図において13bはレール柱部溶接時の非
消耗ノズルの状態であり、29はその時の溶融スラグで
ある。一方、13c,13dはレール頭部溶接中の非消
耗ノズルの状態であり、30はその時の溶融スラグを示
す。また3a,3bは移動当金であり、レール柱部およ
び頭部の溶接中は図の位置に当接され溶融金属および溶
融スラグが枠体外へ流出するのを防止し、溶融ビード形
状を整える。また溶接においてはレール足部の溶接が終
了した後移動当金3a,3bを当接し、同時に非消耗ノ
ズルの横行をレール幅の中央で停止させて、その後は溶
接電流を検知しながら自動上昇のみを行いレール柱部を
エレクトロスラグ溶接する。また溶接がレール頭部に入
る前の高さ位置で10mmから30mm下の位置まで進行し
た時点では添加速度20g/minから100g/minで20
秒から120秒の範囲で溶融型フラックス23を自動添
加することが必要であり、この時点で溶融スラグ29を
徐々に深くしておくことにより、溶接が頭部に入り急に
溶接面積が広がり溶融スラグ29が浅くなって可視アー
クとなるのを防止する。また溶接がレール頭部に入ると
非消耗ノズル13は横行を再開しレール形状に合わせて
横行幅を増加させながら反復横行を繰り返し、溶接電流
を検知して自動上昇して所望の高さ位置までの溶接を完
了する。Next, the welding of the rail column and the head will be described with reference to a sectional view of an embodiment of the present invention shown in FIG. In the figure, reference numeral 13b denotes a state of the non-consumable nozzle at the time of rail column welding, and reference numeral 29 denotes a molten slag at that time. On the other hand, 13c and 13d show the state of the non-consumable nozzle during welding of the rail head, and 30 shows the molten slag at that time. Reference numerals 3a and 3b denote moving members, which are brought into contact with the positions shown in the drawing during welding of the rail pillar portion and the head portion, to prevent the molten metal and the molten slag from flowing out of the frame, and adjust the shape of the molten bead. Also, in welding, after the welding of the rail foot is completed, the moving abutments 3a and 3b are brought into contact with each other, and at the same time, the traverse of the non-consumable nozzle is stopped at the center of the rail width. And electroslag welding the rail column. Also, when the welding proceeds to a position 10 mm to 30 mm below the height position before welding enters the rail head, the addition speed is 20 g / min to 100 g / min.
It is necessary to automatically add the molten flux 23 within a range of seconds to 120 seconds. At this point, by gradually increasing the depth of the molten slag 29, the welding enters the head and the welding area suddenly expands. This prevents the slag 29 from becoming shallow and causing a visible arc. When welding enters the rail head, the non-consumable nozzle 13 restarts traversing, repeats traversing repeatedly while increasing the traversing width according to the rail shape, detects welding current and automatically ascends to a desired height position. Complete the welding.
【0016】上記本発明溶接方法を完成するに当たり、
本発明者らは溶接作業性と溶接継手性能の両面から溶接
電源、溶接ワイヤ径、フラックスのタイプ等を過去に検
討している。まずレール足部初層においてCO2 ガスシ
ールドアーク溶接により良好な裏波溶接を行うには、電
流密度確保のため細径の溶接ワイヤを用いれば良い。た
だしワイヤ径が1.2mm未満では、適正電流範囲の上限
で溶接しても、アークの広がりが小さく開先内をブリッ
ジするだけの溶接金属量および入熱が得られない。一
方、2.0mmを超える溶接ワイヤ径では、適正な電流密
度で溶接を行うには電流が過大になり大容量の溶接電源
が必要となるため現地溶接への適用上問題となるので採
用できない。In completing the above welding method of the present invention,
The present inventors have studied the welding power source, the diameter of the welding wire, the type of flux, and the like in the past from both aspects of welding workability and welding joint performance. First, in order to perform good Uranami welding by CO 2 gas shielded arc welding in the first layer of the rail foot, a small-diameter welding wire may be used to secure current density. However, if the wire diameter is less than 1.2 mm, even if welding is performed at the upper limit of the appropriate current range, the spread of the arc is small and the amount of weld metal and heat input sufficient to bridge the groove cannot be obtained. On the other hand, if the welding wire diameter exceeds 2.0 mm, the current becomes excessively large to perform welding at an appropriate current density, and a large-capacity welding power source is required.
【0017】また溶接電源は、定電圧特性を有する直流
電源を用い、溶接ワイヤを定速送給して溶接すれば、C
O2 ガスシールドアーク溶接のみならずサブマージアー
ク溶接およびエレクトロスラグ溶接に切り替わっても細
径溶接ワイヤで良好に溶接が行えることがわかった。さ
らにCO2 ガスシールドアーク溶接からサブマージアー
ク溶接に切り替わる際に添加される溶接フラックスは、
一度凝固した後次層溶接において速やかに再溶融し適正
深さの溶融スラグ浴を形成する必要があり、そのために
はフラックスの重量%でCaF2 が25〜40%、Si
O2 が20〜35%、TiO2 が5〜15%、かつCa
F2 +SiO2 が50%以上含有されるCaF2 −Si
O2 −TiO2 を主成分とする低融点で低粘性の溶融型
フラックスが適している。CaF2 が25%未満および
SiO2 が20%未満では生成スラグの粘性および融点
が高く、エレクトロスラグ溶接への移行が順調に進まず
溶接が不安定となる。一方、CaF2 が40%を超える
と弗化物ガスの発生が多く作業環境を害する。またSi
O2 が35%を超えるとスラグの粘性が低下し過ぎるた
めスラグの流出を起こし易くなり不安定になり易い。し
かしCaF2 +SiO2 の合計は50%以上が必要であ
り、50%未満ではエレクトロスラグ溶接へ移行する
際、再溶融するのに時間がかかり溶接部内部に凝固スラ
グ噛み込み状の欠陥を発生する可能性がある。If a welding power source is a direct current power source having a constant voltage characteristic and the welding wire is fed at a constant speed to perform welding, C
It has been found that welding can be favorably performed with a small-diameter welding wire even when switching to submerged arc welding and electroslag welding as well as O 2 gas shielded arc welding. Furthermore, the welding flux added when switching from CO 2 gas shielded arc welding to submerged arc welding,
Once solidified, it is necessary to quickly re-melt in the next layer welding to form a molten slag bath having an appropriate depth. For this purpose, 25 to 40% by weight of CaF 2 ,
O 2 is 20 to 35% TiO 2 5-15% and Ca
CaF 2 —Si containing 50% or more of F 2 + SiO 2
A low-melting-point, low-viscosity molten flux mainly composed of O 2 —TiO 2 is suitable. If the content of CaF 2 is less than 25% and the content of SiO 2 is less than 20%, the viscosity and melting point of the generated slag are high, and the transition to electroslag welding does not proceed smoothly, and the welding becomes unstable. On the other hand, if CaF 2 exceeds 40%, a large amount of fluoride gas is generated, which impairs the working environment. Also Si
If O 2 exceeds 35%, the viscosity of the slag becomes too low, so that the slag easily flows out and becomes unstable. However, the total of CaF 2 + SiO 2 needs to be 50% or more, and if it is less than 50%, it takes time to re-melt when transitioning to electroslag welding, and a solidified slag biting defect is generated inside the weld. there is a possibility.
【0018】[0018]
【実施例】上述した構成および手順に従い鉄道用レール
50kgN レールをI型開先で突き合わせ溶接した例を述
べる。本発明の構成による実施例を実施例1〜4に、比
較例を1〜2に示す。実施例1〜4においては順調に欠
陥のない溶接を実施できた。比較例1においては、溶融
型フラックスの添加速度が本発明の範囲を外れており、
開先内のレール足部2層目溶接開始側に片寄って添加さ
れたため、レール足部2層目のサブマージアーク溶接に
おいて溶接が進行途中で可視アーク状態となり、連続し
てレール足部3層目においてエレクトロスラグ溶接への
移行途中でレール足部2層目で形成された凝固スラグを
再溶融しきれずに溶接ワイヤが凝固スラグに乗り上げ溶
接が中断してしまった。また比較例2では、溶融型フラ
ックスの添加量は本発明に従い、組成を本発明から外し
て溶接した。この結果溶接はレール足部3層目において
レール足部2層目で形成された凝固スラグを再溶融しき
れずに比較例1同様溶接が中断してしまった。以下に各
実施例および比較例の溶接方法および条件を示す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example in which a rail for railroad 50 kgN rail is butt-welded with an I-shaped groove in accordance with the above-described configuration and procedure will be described. Examples of the configuration of the present invention are shown in Examples 1 to 4, and Comparative Examples 1 and 2. In Examples 1 to 4, welding without defects was successfully performed. In Comparative Example 1, the addition rate of the molten flux was out of the range of the present invention,
Since the addition was made to the side of the rail foot second layer in the groove so as to be offset toward the welding start side, in the submerged arc welding of the rail foot second layer, the welding was in a visible arc state during the progress, and the rail foot third layer was continuously formed. During the transition to electroslag welding, the solidified slag formed in the second layer of the rail foot could not be completely melted during the transition to the electroslag welding, and the welding wire was suspended on the solidified slag. In Comparative Example 2, the amount of the molten flux added was in accordance with the present invention, and the composition was excluded from the present invention and welding was performed. As a result, the welding was interrupted in the same manner as in Comparative Example 1 without completely remelting the solidified slag formed in the second layer of the rail foot portion in the third layer of the rail foot portion. The welding methods and conditions of each of the examples and comparative examples are shown below.
【0019】〔実施例1〕 開先形状 :I型開先、幅16mm 溶接ワイヤ:φ1.6mm(ソリッドワイヤ) フラックス:溶融型フラックス CaF2 :35%、TiO2 :10%、CaO :20
%、SiO2 :30% レール足部フラックス添加量:140g(添加速度:2
80g/min、固定当金枠体内27W ×150L ) シールドガス:CO2 100%(消耗式外筒からの供
給:45l/min、防風壁からの供給:30l/min×2) 溶接電源:直流定電圧特性、定格出力 500A[Example 1] Groove shape: I-shaped groove, width 16 mm Welding wire: 1.6 mm (solid wire) Flux: molten flux CaF 2 : 35%, TiO 2 : 10%, CaO: 20
%, SiO 2 : 30% Rail foot flux addition amount: 140 g (addition speed: 2
80 g / min, the fixed losses frame body 27W × 150L) Shield Gas: CO 2 100% (supply from depletable outer cylinder: 45l / min, supply from wind wall: 30l / min × 2) welding power supply: DC constant Voltage characteristics, rated output 500A
【表1】 [Table 1]
【0020】〔実施例2〕 開先形状 :I型開先、幅18mm 溶接ワイヤ:φ1.6mm(ソリッドワイヤ) フラックス:溶融型フラックス CaF2 :35%、TiO2 :7%、CaO :25
%、SiO2 :25% レール足部フラックス添加量:140g(添加速度:4
20g/min、固定当金枠体内27W ×150L ) シールドガス:CO2 100%(消耗式外筒からの供
給:45l/min、防風壁からの供給:30l/min×2) 溶接電源:直流定電圧特性、定格出力 500AExample 2 Groove shape: I-shaped groove, width 18 mm Welding wire: φ1.6 mm (solid wire) Flux: molten flux CaF 2 : 35%, TiO 2 : 7%, CaO: 25
%, SiO 2 : 25% Rail foot flux addition amount: 140 g (addition speed: 4
20 g / min, the fixed losses frame body 27W × 150L) Shield Gas: CO 2 100% (supply from depletable outer cylinder: 45l / min, supply from wind wall: 30l / min × 2) welding power supply: DC constant Voltage characteristics, rated output 500A
【表2】 [Table 2]
【0021】〔実施例3〕 開先形状 :I型開先、幅15mm 溶接ワイヤ:φ1.2mm(ソリッドワイヤ) フラックス:溶融型フラックス CaF2 :40%、TiO2 :12%、CaO:18
%、SiO2 :25%、MgO:5% レール足部フラックス添加量:120g(添加速度:9
60g/min、固定当金枠体内27W ×150L ) シールドガス:CO2 100%(消耗式外筒からの供
給:45l/min、防風壁からの供給:30l/min×2) 溶接電源:直流定電圧特性、定格出力 500A[Example 3] Groove shape: I-shaped groove, width 15 mm Welding wire: φ1.2 mm (solid wire) Flux: molten flux CaF 2 : 40%, TiO 2 : 12%, CaO: 18
%, SiO 2 : 25%, MgO: 5% Rail foot flux addition amount: 120 g (addition speed: 9
60g / min, 27W × 150L inside fixed metal frame) Shielding gas: 100% CO 2 (supply from consumable outer cylinder: 45l / min, supply from windbreak wall: 30l / min × 2) Welding power supply: DC constant Voltage characteristics, rated output 500A
【表3】 [Table 3]
【0022】〔実施例4〕 開先形状 :I型開先、幅16mm 溶接ワイヤ:φ2.0mm(ソリッドワイヤ) フラックス:溶融型フラックス CaF2 :40%、TiO2 :15%、CaO:10
%、SiO2 :22%、MgO:5% レール足部フラックス添加量:160g(添加速度:8
0g/min、固定当金枠体内27W ×150L ) シールドガス:CO2 100%(消耗式外筒からの供
給:45l/min、防風壁からの供給:30l/min×2) 溶接電源:直流定電圧特性、定格出力 500AExample 4 Groove shape: I-shaped groove, width 16 mm Welding wire: φ2.0 mm (solid wire) Flux: molten flux CaF 2 : 40%, TiO 2 : 15%, CaO: 10
%, SiO 2 : 22%, MgO: 5% Rail foot flux addition amount: 160 g (addition speed: 8
0 g / min, the fixed losses frame body 27W × 150L) Shield Gas: CO 2 100% (supply from depletable outer cylinder: 45l / min, supply from wind wall: 30l / min × 2) welding power supply: DC constant Voltage characteristics, rated output 500A
【表4】 [Table 4]
【0023】〔比較例1〕 開先形状 :I型開先、幅18mm 溶接ワイヤ:φ1.6mm(ソリッドワイヤ) フラックス:溶融型フラックス CaF2 :34%、TiO2 :8%、CaO :24
%、SiO2 :30% レール足部フラックス添加量:350g(添加速度:1
200g/min、固定当金枠体内27W ×150L ) シールドガス:CO2 100%(消耗式外筒からの供
給:45l/min、防風壁からの供給:30l/min×2) 溶接電源:直流定電圧特性、定格出力 500AComparative Example 1 Groove shape: I-shaped groove, width 18 mm Welding wire: φ1.6 mm (solid wire) Flux: molten flux CaF 2 : 34%, TiO 2 : 8%, CaO: 24
%, SiO 2 : 30% Rail foot flux addition amount: 350 g (addition speed: 1
200 g / min, the fixed losses frame body 27W × 150L) Shield Gas: CO 2 100% (supply from depletable outer cylinder: 45l / min, supply from wind wall: 30l / min × 2) welding power supply: DC constant Voltage characteristics, rated output 500A
【表5】 [Table 5]
【0024】〔比較例2〕 開先形状 :I型開先、幅16mm 溶接ワイヤ:φ1.6mm(ソリッドワイヤ) フラックス:溶融型フラックス CaF2 :15%、TiO2 :25%、CaO:10
%、SiO2 :15%、Al2 O3 :30% レール足部フラックス添加量:140g(固定当金枠体
内27W ×150L ) シールドガス:CO2 100%(消耗式外筒からの供
給:45l/min、防風壁からの供給:30l/min×2) 溶接電源:直流定電圧特性、定格出力 500AComparative Example 2 Groove shape: I-shaped groove, width 16 mm Welding wire: φ1.6 mm (solid wire) Flux: molten flux CaF 2 : 15%, TiO 2 : 25%, CaO: 10
%, SiO 2 : 15%, Al 2 O 3 : 30% Rail foot flux addition amount: 140 g (27 W × 150 L in fixed metal frame) Shielding gas: CO 2 100% (supply from consumable outer cylinder: 45 l) / min, supply from windbreak wall: 30 l / min x 2) Welding power supply: DC constant voltage characteristics, rated output 500A
【表6】 [Table 6]
【0025】以上の要領で溶接した結果、実施例1〜4
は、溶接前の段取りと溶接後の処理を除いて溶接開始の
スイッチをONしてから15min 〜18min で溶接を終
了し、後日の調査で溶接継手の欠陥もなく、機械試験性
能も十分であることが確認された。As a result of welding in the above manner, Examples 1-4
The welding is started in 15 min to 18 min after the welding start switch is turned on except for the setup before welding and the processing after welding, and there is no defect of the welded joint in a later investigation, and the mechanical test performance is sufficient. It was confirmed that.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上述べた如く本発明によればレールの
現地溶接において、レール足部からレール頭部までの自
動溶接をCO2 ガスシールドアーク溶接方法とサブマー
ジアーク溶接方法とエレクトロスラグ溶接方法を併用し
て高能率に行うことができる。As described above, according to the present invention, in the field welding of the rail, the automatic welding from the foot of the rail to the head of the rail is performed by the CO 2 gas shielded arc welding method, the submerged arc welding method, and the electroslag welding method. It can be performed efficiently in combination.
【図1】本発明実施態様を示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention.
【図2】同レール端面方向から見た断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view as viewed from the end face of the rail.
【図3】本発明によりレール足部初層を溶接中の断面
図。FIG. 3 is a sectional view of a rail foot first layer being welded according to the present invention.
【図4】レール足部初層溶接後、折り返し2層目サブマ
ージアーク溶接を行うための溶融型フラックスを散布中
の断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing that a molten flux for performing a folded second layer submerged arc welding is being sprayed after the rail foot first layer welding.
【図5】レール足部2層目溶接中の断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view during welding of the rail foot second layer.
【図6】レール足部3層目以降を溶接中の断面図。FIG. 6 is a sectional view of the third and subsequent rails during welding;
【図7】レール柱部および頭部を溶接中の断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view during welding of a rail column and a head.
1a,1b レール 2a,2b 固定当金 3a,3b 移動当金 4a,4c シールドガス供給腔付き防風壁 4b,4d 防風壁 5a,5b レール足先当金 6 裏当材収納枠体 7 裏当材 8a,8b シールドガス供給口 9a,9b シールドガス吹出口 10,11 移動当金移動方向 12 溶接フィラーワイヤ 13 非消耗ノズル 14 消耗式外筒 15 分岐口 16 ホルダー 17 横行装置 18 横行用モーター 19 横行移動方向 20 昇降装置 21 昇降用モーター 22 昇降移動方向 23 溶融型フラックス 24 ガスシールド用CO2 ガス 25 初層溶接ビード 26 2層目溶接ビード 27 3層目以降溶接ビード 28,29,30 溶融スラグ 31 溶接フィラーワイヤ先端の軌跡 32 フラックスホッパーと送給機1a, 1b Rail 2a, 2b Fixing allowance 3a, 3b Moving allowance 4a, 4c Windproof wall with shield gas supply cavity 4b, 4d Windproof wall 5a, 5b Rail foot allowance 6 Backing material storage frame 7 Backing material 8a, 8b Shield gas supply port 9a, 9b Shield gas blowout port 10, 11 Moving fund moving direction 12 Weld filler wire 13 Non-consumable nozzle 14 Consumable outer cylinder 15 Branch port 16 Holder 17 Traversing device 18 Traversing motor 19 Traverse movement direction 20 lifting device 21 lifting motor 22 lifting movement direction 23 melt flux 24 gas CO 2 shielding gas 25 root pass weld bead 26 2-layer welding bead 27 3 and subsequent layers weld bead 28, 29, 30 molten slag 31 welded Trajectory of filler wire tip 32 Flux hopper and feeder
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥村 誠 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株 式会社 技術開発本部内 (72)発明者 狩峰 健一 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株 式会社 技術開発本部内 (72)発明者 杉野 和男 福岡県北九州市戸畑区飛幡町1番1号 新日本製鐵株式会社 八幡製鐵所内 (72)発明者 内野 耕一 福岡県北九州市戸畑区飛幡町1番1号 新日本製鐵株式会社 八幡製鐵所内 (56)参考文献 特開 平3−297558(JP,A) 特開 昭64−2779(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23K 9/038,9/18,25/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Makoto Okumura 20-1 Shintomi, Futtsu-shi, Chiba Nippon Steel Corporation Technology Development Division (72) Inventor Kenichi Kamine 20-1 Shintomi, Futtsu-shi, Chiba New Nippon Steel Corporation (72) Kazuo Sugino, Inventor 1-1, Hibata-cho, Tobata-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Nippon Steel Corporation Yawata Works (72) Koichi Uchino, Kitakyushu, Fukuoka No. 1-1 Tobata-cho, Tobata-ku Nippon Steel Corporation Yawata Works (56) References JP-A-3-297558 (JP, A) JP-A 64-2779 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 6 , DB name) B23K 9 / 038,9 / 18,25 / 00
Claims (1)
法において、レール足部初層をCO2 ガスシールドアー
ク溶接方法にて裏波溶接し、一時的に溶接を停止して溶
接終端位置から非消耗ノズルの横行を反転し、レール足
部初層の溶接開始側に横行しつつ溶融型フラックスを5
0g/min以上、1kg/min以下の添加速度で開先内に添加
し、その後溶接ワイヤの送給を開始してレール足部2層
目をサブマージアーク溶接方法で溶接し、連続してレー
ル足部3層目においてレール足部2層目で形成された凝
固スラグを再溶融させつつエレクトロスラグ溶接方法に
移行し、移行後は非消耗ノズルを溶接電流検知による自
動上昇とレール足部での溶接層数対応またはレール柱部
からレール頭部におけるレール高さ位置対応の横行幅を
記憶装置により制御することでレール形状に合わせて上
昇または反復横行させ、レール頭頂面までの溶接を行う
溶接方法であり、一連の溶接において、レール足部上面
に載置した枠体型固定当金および非消耗ノズルの外筒を
用いて、CO2 ガスまたはフラックスの自動供給を行う
と共に、溶融スラグまたは溶融金属の流出を防止し、さ
らに定電圧特性を有する直流電源と溶接ワイヤ径φ1.
2mmからφ2.0mmと低融点で低粘性な溶融型フラック
スとしてフラックスの重量%で、CaF2 が25〜40
%、SiO2 が20〜35%、TiO2 が5〜15%
で、かつCaF2 +SiO2 が50%以上含有されるC
aF2 −SiO2 −TiO2 を主成分とした溶融型フラ
ックスを用いて溶接することを特徴とするレールの自動
溶接方法。In an automatic welding method for butt-welding rails, an initial layer of a rail foot is backwashed by a CO 2 gas shielded arc welding method, welding is temporarily stopped, and a non-consumable nozzle is provided from a welding end position. Of the molten flux while traversing the welding start side of the first layer of the rail foot
Add to the groove at an addition rate of 0 g / min or more and 1 kg / min or less, then start feeding the welding wire, weld the second layer of the rail foot by the submerged arc welding method, and continuously In the third layer of the part, the solidified slag formed in the second layer of the rail foot part is re-melted and the method shifts to the electro slag welding method. After the transition, the non-consumable nozzle is automatically raised by detecting the welding current and welding at the rail foot part By controlling the traversing width corresponding to the number of layers or the rail height position at the rail head from the rail column part to the rail shape, it is raised or repeatedly traversed according to the rail shape, and the welding method to weld to the rail top surface There, in a series of welding, using a frame type fixed charges and the outer tube of non-consumable nozzles placed on the rail foot upper face, performs automatic supply of CO 2 gas or flux, molten Suraguma Prevents the outflow of molten metal further welding wire diameter and a DC power supply having a constant voltage characteristic .phi.1.
As a low-melting and low-viscosity molten flux having a low melting point of 2 mm to 2.0 mm, the content of CaF 2 is 25 to 40% by weight of the flux.
%, SiO 2 is 20~35%, TiO 2 is 5% to 15%
C containing 50% or more of CaF 2 + SiO 2
An automatic welding method for rails, characterized in that welding is performed using a molten flux containing aF 2 —SiO 2 —TiO 2 as a main component.
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- 1993-04-20 JP JP9339593A patent/JP2837605B2/en not_active Expired - Lifetime
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