JP3121597B2 - 2-electrode single-sided gas shielded arc welding equipment - Google Patents

2-electrode single-sided gas shielded arc welding equipment

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JP3121597B2
JP3121597B2 JP11298723A JP29872399A JP3121597B2 JP 3121597 B2 JP3121597 B2 JP 3121597B2 JP 11298723 A JP11298723 A JP 11298723A JP 29872399 A JP29872399 A JP 29872399A JP 3121597 B2 JP3121597 B2 JP 3121597B2
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下 礦 三 山
木 洋 三 鈴
野 忠 星
野 博 文 佐
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被溶接材により形
成された開先を片面ガスシールドアーク溶接する装置に
関し、特に、耐割れ性およびビード外観が良好で溶接時
のスパッタ発生量が少なく、かつ、高靱性が得られる高
能率な片面ガスシールドアーク溶接に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for one-sided gas shielded arc welding of a groove formed of a material to be welded. The present invention also relates to a highly efficient single-sided gas shielded arc welding capable of obtaining high toughness.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、各種溶接構造物の建造において、
溶接コスト低減及び高能率化が図れることからガスシー
ルドアーク溶接法の適用が各分野において急速に増大し
ている。中でも突合せ溶接の比率が高い造船や橋梁等の
分野での適用が著しい。しかし、溶接のトータルコスト
低減の観点から短尺から長尺の片面溶接の高速化が大き
な課題となっている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the construction of various welded structures,
The application of the gas shielded arc welding method is rapidly increasing in various fields because the welding cost can be reduced and the efficiency can be improved. In particular, the application in fields such as shipbuilding and bridges where the ratio of butt welding is high is remarkable. However, from the viewpoint of reducing the total cost of welding, increasing the speed of short to long single-sided welding has become a major issue.

【0003】片面溶接方法としては、従来よりサブマー
ジアーク溶接法が造船の板継溶接として盛んに研究され
ている。例えば特公昭60-59072号公報に提示されたサブ
マージアーク溶接法は、特に電極揺動に伴う溶接ビード
溶込み深さの減少及びビード外観形状の劣化を防止し、
初層ビードにおける割れ防止をも、併せて実現しようと
するものである。しかし、このサブマージアーク溶接法
は実施設備が大がかりとなり、短尺溶接では煩雑で適用
できない等の問題がある。
[0003] As a single-sided welding method, a submerged arc welding method has been actively studied as a board joint welding for shipbuilding. For example, the submerged arc welding method disclosed in Japanese Patent Publication No. 60-59072 discloses a method for preventing a decrease in the penetration depth of a weld bead and a deterioration in the external appearance of a bead due to the oscillation of an electrode.
The prevention of cracks in the first layer bead is also to be realized. However, this submerged arc welding method requires a large amount of equipment to be used, and has a problem that short-length welding is complicated and cannot be applied.

【0004】また、特公昭61-49027号公報に提示の、フ
ラックス入りワイヤを用い高電流密度のガスシールド下
向溶接法は、細径複合ワイヤを使用し、ワイヤ突出し長
さを大とした上、大電流の高溶接速度で下向溶接を高能
率に行い溶接コストを低減している。しかし、ワイヤ突
出し長が35〜70mmと長いので、シールド不良やワイヤ曲
りぐせによる狙い位置のずれ、更に片面溶接時の初層ビ
ード割れ等の問題がある。
A gas shield downward welding method using a flux-cored wire and having a high current density, which is disclosed in Japanese Patent Publication No. 61-49027, uses a thin composite wire and increases the wire protrusion length. The efficiency of downward welding at a high welding speed with a large current is high, and the welding cost is reduced. However, since the protruding length of the wire is as long as 35 to 70 mm, there are problems such as poor shielding, misalignment of the target position due to the wire being bent, and cracks in the first layer bead during single-sided welding.

【0005】特公昭50-7543号公報には、裏当材を当接
した開先内に鋼粒または鉄粉を適量に充填し、細径ワイ
ヤを揺動させながら溶接することが開示されている。し
かし、この方法は、開先間隙を設けなければ良好な溶接
ができず、開先角度も大きいことから開先断面積が大き
く板継き作業能率面に問題がある。
Japanese Patent Publication No. Sho 50-7543 discloses that an appropriate amount of steel grains or iron powder is filled in a groove contacted with a backing material, and welding is performed while oscillating a small diameter wire. I have. However, in this method, good welding cannot be performed unless a groove gap is provided, and the groove angle is large.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、短尺
から長尺の溶接構造物の片面溶接の溶接作業性,耐割れ
性および裏ビードを良好にして健全で高靱性の溶接部を
得ることを第1の目的とし、板継ぎ作業能率を安易に高
能率にすることを第2の目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to improve the welding workability, crack resistance and back bead of single-sided welding of short to long welding structures to obtain a sound and high-toughness weld. As a first object, and a second object is to easily and efficiently increase a sheet joining operation efficiency.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】(1)本発明の溶接装置
は2電極片面ガスシールドアーク溶接装置であって、被
溶接材(WL,WR)の、開先角度30〜55°のYまたはV
形状の開先(Wo)の裏面に当てる裏当材(BP),前記開先(W
o)の内部に充填する鋼粒または鉄粉,前記開先(Wo)が延
びる方向(y)に走行する台車(1),前記開先(Wo)が延びる
方向(y)に配列され前記台車(1)に搭載され開先(Wo)に向
いた2台の片面ガスシールドアーク溶接ト−チ(Tf,T
b),該2台の溶接ト−チ(Tf,Tb)を揺動駆動するト−チ
揺動機構(6f,6b)、および、前記2台の溶接ト−チ(Tf,T
b)の少くとも一方の、開先が延びる方向(y)に対する傾
斜(γ)を調整するためのト−チ角度調整機構(80f,80
b)、を備え 前記台車(1)の走行方向に関して上流側と
なる先行溶接トーチ(Tf)の溶接電極ワイヤはソリッドワ
イヤ、下流側となる後行溶接ト−チ(Tb)の溶接電極ワイ
ヤはフラックス入りワイヤである。
(1) A welding apparatus according to the present invention is a two-electrode single-sided gas shielded arc welding apparatus. The welding equipment (WL, WR) has a Y or a groove angle of 30 to 55 °. V
Backing material (BP) applied to the back of the groove (Wo) of the shape, the groove (Wo)
o) a steel grain or iron powder to be filled inside, a bogie (1) running in the direction (y) in which the groove (Wo) extends, and the bogie arranged in the direction (y) in which the groove (Wo) extends. Two single-sided gas shielded arc welding torches (Tf, T) mounted on (1) and facing the groove (Wo)
b), a torch oscillating mechanism (6f, 6b) for oscillating the two welding torches (Tf, Tb), and the two welding torches (Tf, Tb).
b) at least one of the torch angle adjusting mechanisms (80f, 80) for adjusting the inclination (γ) with respect to the direction (y) in which the groove extends.
b), and a upstream side with respect to the running direction of the carriage (1)
The welding electrode wire of the preceding welding torch (Tf) is a solid wire.
Ear, welding electrode wire for the downstream welding torch (Tb) on the downstream side
Ya Ru Oh in the flux-cored wire.

【0008】なお、理解を容易にするためにカッコ内に
は、図面に示し後述する実施例の対応要素,対応事項又
は相当事項の符号を、参考までに付記した。
[0008] In order to facilitate understanding, in the parentheses, reference numerals corresponding to corresponding elements, corresponding items or equivalents of the embodiment shown in the drawings and described later are added for reference.

【0009】これによれば、ア−クが安定し耐割れ性お
よび良好な表,裏ビ−ドが得られる溶接を、高能率で実
施することができる。
[0009] According to this, welding can be performed with high efficiency in which the arc is stable, crack resistance and good front and back beads can be obtained.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】(2)前記台車(1)で支持され
て、前記開先(Wo)と実質上平行に被溶接材(WL,WR)に設
置されるレ−ル(r)に係合する回転自在のロ−ラ(3f,3
b)、を更に備える。このロ−ラ(3f,3b)により、台車(1)
がレ−ル(r)に沿って案内される。 (3)前記2台の溶接ト−チ(Tf,Tb)の溶接電極ワイヤ
(9b)間の極間距離(図6)は100mm以上600mm以下である。1
00mm未満ではア−クが不安定となり、かつ裏ビ−ドが出
すぎとなり、600mmを超えると靱性改善には効果がある
ものの装置が大きくなるので好ましくない。 (4)前記2台の溶接ト−チ(Tf,Tb)のうちの、前記台
車の走行方向に関して下流側となる後行溶接ト−チ(Tb)
の溶接電極ワイヤ(9b)は、ワイヤ全重量に対して重量%
で、 TiO2:2.5%以上 7.0%以下 ZrO2:0.4%以上 1.0%以下 Al22:0.1%以上 1.0%以下 Si:0.2%以上 1.2%以下 Mn:1.0%以上 4.0%以下 Mg:0.1%以上 1.0%以下 を含有し、更にNaおよびKの1種または2種の合計が
0.03%以上0.3%以下であるフラックスを充填したフラ
ックス入りワイヤである。これによれば、靱性があり、
スラグ巻き込みがなく、ピットやブロ−ホ−ルがなく、
良好なビ−ド形状が得られる溶接を実現することができ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (2) A rail (r) supported on the cart (1) and installed on a workpiece (WL, WR) substantially parallel to the groove (Wo). The rotatable rollers (3f, 3
b) is further provided. With this roller (3f, 3b), the truck (1)
Are guided along the rail (r). (3) The welding electrode wires of the two welding torches (Tf, Tb)
The distance between the electrodes (9b) (FIG. 6) is not less than 100 mm and not more than 600 mm. 1
If it is less than 00 mm, the arc becomes unstable and the back bead becomes too large, and if it exceeds 600 mm, the toughness is improved, but the size of the device is undesirably large. (4) Of the two welding torches (Tf, Tb), a trailing welding torch (Tb) that is downstream with respect to the traveling direction of the bogie.
Of the welding electrode wire (9b)
TiO 2 : 2.5% or more and 7.0% or less ZrO 2 : 0.4% or more and 1.0% or less Al 2 O 2 : 0.1% or more and 1.0% or less Si: 0.2% or more and 1.2% or less Mn: 1.0% or more and 4.0% or less Mg: 0.1 % Or more and 1.0% or less, and the total of one or two of Na and K
A flux-cored wire filled with a flux of not less than 0.03% and not more than 0.3%. According to this, there is toughness,
There is no slag involved, no pits or blow holes,
It is possible to realize welding in which a good bead shape is obtained.

【0011】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the drawings.

【0012】[0012]

【実施例】図1〜図3に本発明の一実施例を示す。図1
〜図3において、厚板であるワークWL,WRは左右
(図2)に並べられ、上部にはy方向に延びるV型の開
先が形成されている。溶接装置Aは、該開先の幅方向x
の中央位置(Wo)を溶接のねらい位置として、レール
rに沿ってy方向に溶接する。溶接装置Aは、先行,後
行の2本の溶接トーチTf,Tbをy方向に並べた状態
で台車1に搭載したものであり、両方の溶接トーチにそ
れぞれ溶接を行わせながら台車1をy方向に走行させる
ことで、一度の走行で2段重ねの溶接ビードを実現す
る。
1 to 3 show one embodiment of the present invention. FIG.
3 to 3, work pieces WL and WR, which are thick plates, are arranged on the left and right sides (FIG. 2), and a V-shaped groove extending in the y direction is formed at the upper part. The welding device A is provided in the width direction x of the groove.
Is welded in the y-direction along the rail r with the center position (Wo) of the target as the target position for welding. The welding device A has two leading welding torches Tf and Tb mounted on the carriage 1 in a state of being arranged in the y direction. The welding machine A holds the carriage 1 by performing welding on both welding torches. By traveling in the same direction, a two-stage weld bead can be realized in one travel.

【0013】左側のワーク(WL)の上面には、予め開
先に沿ってy方向に延びるレールrが敷設される。溶接
装置Aの台車1の左側面の支持板13(図2)には前進
方向と後方向にそれぞれレールrを受入れる溝付ロ−ラ
3f,3b(図1)が回転自在に装着されており、台車
1をレールrに沿ってy方向に案内する。溶接装置Aの
台車1にはさらに、y方向に並んで配置された先行セン
サSfと後行センサSb(図1)が搭載されており、そ
れぞれ先行,後行のセンサオシレート機構5f,5bに
支持され、左右方向(開先を横切る方向)にオシレート
される。先行溶接トーチTfは、先行トーチオシレート
機構6fに支持され、左右方向にオシレートされる。後
行溶接トーチTbは、後行トーチオシレート機構6bに
支持され、左右方向にオシレートされる。
A rail r extending in the y direction along a groove is previously laid on the upper surface of the left work (WL). Slotted rollers 3f and 3b (FIG. 1) for receiving the rail r in the forward and rearward directions are rotatably mounted on the support plate 13 (FIG. 2) on the left side of the bogie 1 of the welding apparatus A. And guide the carriage 1 in the y direction along the rail r. The trolley 1 of the welding device A is further equipped with a leading sensor Sf and a trailing sensor Sb (FIG. 1) arranged side by side in the y direction and supported by the leading and trailing sensor oscillating mechanisms 5f and 5b, respectively. And is oscillated in the left-right direction (the direction across the groove). The preceding welding torch Tf is supported by the preceding torch oscillating mechanism 6f and is oscillated in the left-right direction. The following welding torch Tb is supported by the following torch oscillating mechanism 6b and is oscillated in the left-right direction.

【0014】図2は、図1に1点鎖線2Aで示す台車1
およびセンサオシレート機構5fの縦断面を示す。台車
下部の進行方向側には、車輪2fR,2fLを固着した
前輪シャフト21があり、台車フレーム11に回転自在
に支持されている。この前輪シャフト21にスプロケッ
トホィ−ル22,24が固着されている。台車フレーム
11には台車駆動モータM1が固着支持されており、そ
の回転軸には駆動スプロケットホィ−ルが固着され、そ
れに結合した駆動チェ−ンがスプロケットホィ−ル22
に結合している。さらに台車フレームの後方には、図示
しないがx方向に延び、両端に右後車輪2bRと左後車
輪を固着支持し、さらに従動スプロケットホィ−ルが一
体固着された後輪シャフトが回転自在に支持されてい
る。この従動スプロケットホィ−ルと前述の前輪シャフ
ト21のスプロケットホィ−ル24に従動チェ−ンが結
合しており、前輪シャフト21の回転を後輪シャフトに
伝達する。
FIG. 2 is a trolley 1 shown in FIG.
5 shows a longitudinal section of a sensor oscillation mechanism 5f. A front wheel shaft 21 to which wheels 2fR and 2fL are fixed is provided at the lower part of the bogie in the traveling direction, and is rotatably supported by the bogie frame 11. Sprocket wheels 22, 24 are fixed to the front wheel shaft 21. A bogie drive motor M1 is fixedly supported on the bogie frame 11, and a drive sprocket wheel is fixedly mounted on a rotating shaft of the bogie drive motor M1.
Is bound to. Further, behind the bogie frame, it extends in the x direction (not shown), and the right rear wheel 2bR and the left rear wheel are fixedly supported at both ends, and a rear wheel shaft to which a driven sprocket wheel is integrally fixed is rotatably supported. Have been. This driven sprocket wheel and a driven chain of the aforementioned sprocket wheel 24 of the front wheel shaft 21 are connected to each other, and transmit the rotation of the front wheel shaft 21 to the rear wheel shaft.

【0015】モータM1が正転通電されて、その回転軸
の回転に伴い前輪シャフト21および後輪シャフトが回
転して前後あわせて4つの車輪が同時に回転し、台車1
が前進する。溝付ロ−ラ3f,3bがレ−ルrで案内さ
れているので、台車1はレ−ルrに沿ってy方向に前進
する。モ−タM1が逆転通電されると台車1はy方向で
後退(又は後進)する。
When the motor M1 is forwardly energized, the front wheel shaft 21 and the rear wheel shaft rotate with the rotation of the rotating shaft, and the front and rear four wheels simultaneously rotate.
Moves forward. Since the grooved rollers 3f and 3b are guided by the rail r, the carriage 1 advances in the y direction along the rail r. When the motor M1 is reversely energized, the carriage 1 moves backward (or reverse) in the y direction.

【0016】台車1の上部には、台車1の前/後進を指
示するスイッチ,ト−チTf,Tbのそれぞれの上/下
移動を指示するスイッチおよび溶接開始/停止を指示す
るスイッチを含む手元操作端9fを支持するフレーム7
がある。手元操作端9fは、フレーム7からの取り外し
が可能であり、本実施例では手元操作端9fをフレ−ム
7から取り外して使用しているので、図2には手元操作
端9fをフレ−ム7に取り付けた状態を2点鎖線で示
す。
The upper portion of the carriage 1 has a switch for instructing the carriage 1 to move forward / reverse, a switch for instructing each of the torches Tf and Tb to move up and down, and a switch for instructing the start / stop of welding. Frame 7 supporting operation end 9f
There is. The hand-operated end 9f can be detached from the frame 7, and in this embodiment, the hand-operated end 9f is detached from the frame 7, so that the hand-operated end 9f is shown in FIG. 7 is indicated by a two-dot chain line.

【0017】台車1には、先行センサオシレート機構5
fが装着されている。センサオシレート機構5fのフレ
ーム51が台車1に固着されており、フレ−ム51の内
部には、センサオシレートモータM5fがあり、その回
転軸は右方向に延び、x方向に延びて回動自在に支持さ
れたねじ棒52の左端に連結されている。モータM5f
の回転軸に伴い、ねじ棒52が回転駆動される。ねじ棒
52にはスライダ54がねじ結合しており、スライダ5
4はフレーム51の底面にx方向に敷設された案内レー
ル53で、回転不可、x方向の前,後進可、に案内され
る。モータM5fが正回転すると、ねじ棒52が回転
し、スライダ54が案内レール53で案内されてx方向
(右方向)に移動する。モ−タM5fが逆回転すると、
スライダ54が左方向に移動する。
The carriage 1 has a preceding sensor oscillation mechanism 5
f is attached. The frame 51 of the sensor oscillation mechanism 5f is fixed to the carriage 1, and inside the frame 51 is a sensor oscillation motor M5f, the rotation axis of which extends rightward, extends in the x direction, and is rotatable. It is connected to the left end of the supported screw rod 52. Motor M5f
The screw rod 52 is driven to rotate along with the rotation shaft. A slider 54 is screwed to the screw rod 52, and the slider 5
Reference numeral 4 denotes a guide rail 53 laid in the x direction on the bottom surface of the frame 51, and is guided to be unrotatable, forward and backward in the x direction. When the motor M5f rotates forward, the screw rod 52 rotates, and the slider 54 is guided by the guide rail 53 and moves in the x direction (right direction). When the motor M5f rotates in the reverse direction,
The slider 54 moves to the left.

【0018】スライダ54の右端にはx方向に延び、フ
レーム51の右側面より突出した支持棒55fが固着さ
れている。支持棒55fの先端には、アーム41の上端
が固着されており、その下端にはy方向に延びるアーム
42が固着されている。ア−ム41と42とは逆T字形
に結合している。アーム42の右側面には右方に突出す
る円柱形のピンがあり、このピンに支持ア−ム43が、
蝶ねじ44で固着されている。先行センサSfは、導電
体ワイヤであり、支持ア−ム43の先端の通し穴を貫通
し、蝶ねじ45で支持ア−ム43に固定されている。蝶
ねじ44を緩めてピン44に対して支持ア−ム43を回
転させることにより、z軸に対する先行センサSfの角
度を調整することができ、また、蝶ねじ45を緩めて先
行センサSfを上,下にシフトすることにより開先に対
する先行センサSfの先端の進入深さを調整することが
できる。先行センサSfを交換又は修理(被着したスパ
ッタの削除)をするときには、蝶ねじ45を緩めて先行
センサSfを抜き取ればよい。
A support rod 55f extending in the x direction and projecting from the right side of the frame 51 is fixed to the right end of the slider 54. The upper end of the arm 41 is fixed to the tip of the support rod 55f, and the arm 42 extending in the y direction is fixed to the lower end. The arms 41 and 42 are connected in an inverted T-shape. On the right side of the arm 42, there is a cylindrical pin protruding rightward, and a support arm 43 is attached to this pin.
It is fixed with a thumb screw 44. The preceding sensor Sf is a conductor wire, passes through a through hole at the tip of the support arm 43, and is fixed to the support arm 43 with a thumb screw 45. By loosening the thumbscrew 44 and rotating the support arm 43 with respect to the pin 44, the angle of the preceding sensor Sf with respect to the z-axis can be adjusted, and the thumbscrew 45 can be loosened to raise the preceding sensor Sf. , The depth of the leading edge of the preceding sensor Sf with respect to the groove can be adjusted. When replacing or repairing the preceding sensor Sf (deleting the attached spatter), the thumb screw 45 may be loosened to extract the preceding sensor Sf.

【0019】先行センサSfは導電体ワイヤ,支持ア−
ム43,41および支持棒55fは導電体(鋼材)であ
り、支持棒55fは絶縁体を介してスライダ54に固着
されている。すなわち、先行センサSf,支持ア−ム4
3,41および支持棒55fは電気的には一体連続であ
り、これらは、機器ア−スレベルとなるスライダ54お
よびフレ−ム51から絶縁されている。つまり、電気的
には機器ア−スから浮いている。支持棒55fにはフレ
−ム51内で電気リ−ドが接続されており、この電気リ
−ドが、図3に示す接触検知回路110に接続されてい
る。
The preceding sensor Sf includes a conductor wire, a support
The drums 43 and 41 and the support rod 55f are conductors (steel material), and the support rod 55f is fixed to the slider 54 via an insulator. That is, the leading sensor Sf, the supporting arm 4
3, 41 and the support rod 55f are electrically continuous with each other, and are insulated from the slider 54 and the frame 51 which are the equipment ground level. That is, it electrically floats from the equipment ground. An electric lead is connected to the support rod 55f in the frame 51, and this electric lead is connected to a contact detection circuit 110 shown in FIG.

【0020】先行センサオシレート機構5fのフレーム
51には、先行トーチオシレート機構6fのベ−ス板が
固着されている。トーチオシレート機構6fは、支持ア
ーム81を上下駆動する電動のト−チ高さ調整機構と、
このト−チ高さ調整機構を支持し、それを支持ア−ム8
1が延びるx方向に揺動(オシレ−ト)駆動する電動の
揺動機構を含み、オペレ−タのアップ,ダウン指示に応
じて支持ア−ムを上,下駆動し、また、溶接中には、自
動的に支持ア−ム81をx方向でオシレ−ト駆動(揺動
駆動すなわち繰返し往復駆動)する。
The base plate of the preceding torch oscillating mechanism 6f is fixed to the frame 51 of the preceding sensor oscillating mechanism 5f. The torch oscillating mechanism 6f includes an electric torch height adjusting mechanism for driving the support arm 81 up and down,
This torch height adjusting mechanism is supported, and is supported by a supporting arm 8.
1 includes an electric oscillating mechanism for oscillating (oscillating) driving in the extending x direction. The supporting arm is driven up and down in response to an instruction to move the operator up and down. Automatically drives the supporting arm 81 in the x direction (oscillating drive, that is, reciprocating reciprocating drive).

【0021】支持アーム81は、トーチ支持機構80f
を介して、先行溶接トーチTfを支持する。支持アーム
81には、先行溶接トーチTfのx方向移動量を表す目
盛りがふられている。
The support arm 81 has a torch support mechanism 80f.
, The preceding welding torch Tf is supported. The support arm 81 has a scale indicating the amount of movement of the preceding welding torch Tf in the x direction.

【0022】図1および図2を参照すると、トーチ支持
機構80fは、倒立の略2等辺3角形である支持盤82
と、支持盤82にピン86により回転自在に下支持さ
れ、支持盤82に対してピン86を中心にyz平面に平
行に回転する回転盤83および、回転盤83にねじ85
により固定されたトーチ挟持部材87よりなる。支持盤
82は、支持アーム81の右端部にねじ81aにより固
着される。支持盤82の上部には、その下端部に開けら
れた丸穴を中心とする円弧を画く案内溝があり、支持盤
82の左面より挿入される止めねじ84を案内する。回
転盤83はz方向に長い直方形であり、その下端には、
ピン86を案内する丸穴が開いている。回転盤83の下
端と支持盤82の下端に開けられた穴には、ピン86が
挿入され、ピン86は、回転盤83の下端を支持盤82
の下端に対して回動自在に支持する。回転盤83の上部
には、ねじ穴が開いており、支持盤82の案内溝を貫通
して突出した止めねじ84の右端部がねじ結合する。止
めねじ84を締めつけることにより回転盤83が支持盤
82に密着し、固定される。
Referring to FIG. 1 and FIG. 2, the torch support mechanism 80f is provided with a support plate 82 having a substantially inverted isosceles triangle.
And a rotatable disk 83 rotatably supported by a pin 86 on the support disk 82 and rotating with respect to the support disk 82 around the pin 86 in parallel with the yz plane.
And a torch holding member 87 fixed by The support board 82 is fixed to the right end of the support arm 81 with a screw 81a. At the upper part of the support plate 82, there is provided a guide groove defining an arc centered on a round hole formed at the lower end thereof, and guides a set screw 84 inserted from the left surface of the support plate 82. The turntable 83 has a rectangular shape that is long in the z-direction.
A round hole for guiding the pin 86 is open. A pin 86 is inserted into a hole formed in the lower end of the turntable 83 and the lower end of the support board 82.
To be rotatably supported with respect to the lower end. A screw hole is formed in the upper part of the turntable 83, and the right end of a set screw 84 protruding through the guide groove of the support plate 82 is screwed. By tightening the set screw 84, the turntable 83 comes into close contact with the support board 82 and is fixed.

【0023】作業者は、止めねじ84を緩めて回転盤8
3をピン86を基準として、基準位置より止めねじ84
が支持盤82の案内溝に案内される範囲内(基準位置よ
り15°)で回転させ、所要の角度で止めねじ84を締
めつけて回転盤83を支持盤82に固定する。回転盤8
3には、ねじ85により先行溶接トーチTfを支持する
トーチ挟持部材87が固定されており、回転盤83の回
転に伴い、先行溶接トーチTfがその先端を回転させる
ことができる。これにより、z軸に対するト−チTfの
角度(y方向で前進側,後進側への傾斜γ)を調整でき
る。
The operator loosens the set screw 84 and turns the turntable 8
3 with the pin 86 as a reference, the set screw 84 from the reference position.
Is rotated within a range guided by the guide groove of the support board 82 (15 ° from the reference position), and the set screw 84 is tightened at a required angle to fix the turntable 83 to the support board 82. Turntable 8
A torch holding member 87 supporting the preceding welding torch Tf is fixed to 3 by a screw 85, and the leading welding torch Tf can rotate the tip thereof with the rotation of the turntable 83. Thereby, the angle of the torch Tf with respect to the z-axis (the inclination γ toward the forward side and the backward side in the y direction) can be adjusted.

【0024】後行トーチTbおよび後行センサSbをオ
シレートする機構(4b,5b,6b,80b)と台車
1上の支持構造は、前述した先行溶接トーチTfおよび
先行センサSfの機構(4f,5f,6f,80f)と
同様であるので、詳細な説明は省略する。
The mechanism (4b, 5b, 6b, 80b) for oscillating the trailing torch Tb and the trailing sensor Sb and the support structure on the carriage 1 are composed of the mechanism (4f, 5f) of the preceding welding torch Tf and the preceding sensor Sf. , 6f, 80f), and a detailed description thereof will be omitted.

【0025】図3に、先行溶接トーチTfおよび先行セ
ンサSfをオシレートするシステム構成を示す。後行ト
ーチTbおよび後行センサSbをオシレートするシステ
ム構成も、これと同様であるので、それに関する図示は
省略した。ただし、図3の制御回路200は、先行溶接
トーチTfおよび先行センサSfをオシレートするシス
テムと後行トーチTbおよび後行センサSbをオシレー
トするシステムに共用のものである。
FIG. 3 shows a system configuration for oscillating the preceding welding torch Tf and the preceding sensor Sf. The system configuration for oscillating the trailing torch Tb and the trailing sensor Sb is the same as that described above, so that the illustration of the system is omitted. However, the control circuit 200 in FIG. 3 is shared by a system for oscillating the preceding welding torch Tf and the preceding sensor Sf and a system for oscillating the following torch Tb and the following sensor Sb.

【0026】接触検知回路110には、支持棒55fに
接続され、この支持棒55fおよび支持ア−ム43,4
1を介して先行センサSfに電気的に一体連続の電気リ
−ドが接続されており、機器ア−スレベルから電気的に
浮いている。接触検知回路110は該電気リ−ドに抵抗
器を介して定電圧を印加しており、先行センサSfがワ
−クWL又はWRのいずれにも接触していないときに
は、該電気リ−ドは該定電圧の電位(高レベルH)であ
り、先行センサSfがワ−クWL又はWRのいずれかに
接触すると、機器ア−スレベル(低レベルL)となる。
接触検知回路110は、この接触(低レベルL),非接
触(高レベルH)を表わす2値信号を制御回路200に
与える。制御回路200は、先行センサSfを右駆動し
ているときに2値信号が高レベルHから低レベルLに切
換わると、先行センサSfがワ−クWRに接触したと判
断し、先行センサSfを左駆動しているときに2値信号
が高レベルHから低レベルLに切換わると、先行センサ
Sfがワ−クWLに接触したと判断する。
The contact detection circuit 110 is connected to a support rod 55f, and the support rod 55f and the support arms 43, 4
An electrically continuous electric lead is connected to the preceding sensor Sf via 1 and is electrically floating from the equipment ground level. The contact detection circuit 110 applies a constant voltage to the electric lead via a resistor, and when the preceding sensor Sf is not in contact with either the work WL or WR, the electric lead is When the preceding sensor Sf comes into contact with either the work WL or WR, the potential of the constant voltage (high level H) is set to the equipment earth level (low level L).
The contact detection circuit 110 supplies a binary signal representing the contact (low level L) and the non-contact (high level H) to the control circuit 200. When the binary signal switches from the high level H to the low level L while driving the preceding sensor Sf to the right, the control circuit 200 determines that the preceding sensor Sf has contacted the work WR, and determines that the preceding sensor Sf has contacted the work WR. When the binary signal is switched from the high level H to the low level L while the left sensor is driven to the left, it is determined that the preceding sensor Sf has contacted the work WL.

【0027】さて、先行センサSfは、前述のセンサオ
シレート機構5fを介して開先の延びる方向yに対して
垂直方向x(左右方向)にオシレートされる。センサオ
シレート機構5fのセンサオシレートモータM5fはス
テッピングモ−タであり、その回転方向および回転量
(ステップ数)は、モータードライバMDf1を介して
制御回路200により制御される。制御回路200がド
ライバMDf1にモータM5fの正転を指示すると、ド
ライバMDf1が所定周期の正転パルス電圧をモータM
5fに印加し、これによりモ−タM5fがステップ回転
(正転)し先行センサSfが右方に移動する。反対に、
制御回路200がドライバMDf1にモータM5fの逆
転を指示すると、ドライバMDf1が所定周期の逆転パ
ルス電圧をモータM5fに印加し、これによりモ−タM
5fがステップ回転(逆転)し先行センサSfが左方に
移動する。制御回路200がドライバMDf1に正転指
示信号又は逆転指示信号を与えている間、ドライバMD
f1はモ−タM5fに所定周期の回転駆動パルス電圧を
継続して与え、モ−タM5fは回転を継続する。
The preceding sensor Sf is oscillated in the vertical direction x (horizontal direction) with respect to the extending direction y of the groove via the sensor oscillating mechanism 5f. The sensor oscillation motor M5f of the sensor oscillation mechanism 5f is a stepping motor, and the rotation direction and the amount of rotation (the number of steps) are controlled by the control circuit 200 via the motor driver MDf1. When the control circuit 200 instructs the driver MDf1 to perform forward rotation of the motor M5f, the driver MDf1 outputs a forward rotation pulse voltage of a predetermined cycle to the motor M5f.
5f, whereby the motor M5f rotates stepwise (forward) and the preceding sensor Sf moves rightward. Conversely,
When the control circuit 200 instructs the driver MDf1 to perform reverse rotation of the motor M5f, the driver MDf1 applies a reverse rotation pulse voltage of a predetermined cycle to the motor M5f, and thereby the motor M5f is driven.
5f rotates stepwise (reverse rotation), and the preceding sensor Sf moves to the left. While the control circuit 200 is supplying the driver MDf1 with the forward rotation instruction signal or the reverse rotation instruction signal, the driver MD
f1 continuously applies a rotation drive pulse voltage of a predetermined period to the motor M5f, and the motor M5f continues to rotate.

【0028】一方先行溶接トーチTfは、前述のト−チ
オシレート機構6fを介して開先の延びる方向yに対し
て垂直方向x(左右方向)にオシレートされる。ト−チ
オシレート機構6fのオシレートモータM7fはステッ
ピングモ−タであり、その回転方向および回転量(ステ
ップ数)は、モータードライバMDf2を介して制御回
路200により制御される。制御回路200がドライバ
MDf2にモータM7fの正転を指示すると、ドライバ
MDf2が所定周期の正転パルス電圧をモータM7fに
印加し、これによりモ−タM7fがステップ回転(正
転)し先行ト−チTfが右方に移動する。反対に、制御
回路200がドライバMDf2にモータM7fの逆転を
指示すると、ドライバMDf2が所定周期の逆転パルス
電圧をモータM7fに印加し、これによりモ−タM7f
がステップ回転(逆転)し先行ト−チTfが左方に移動
する。制御回路200がドライバMDf2に正転指示信
号又は逆転指示信号を与えている間、ドライバMDf2
はモ−タM7fに所定周期の回転駆動パルス電圧を継続
して与え、モ−タM7fは回転を継続する。
On the other hand, the preceding welding torch Tf is oscillated in the vertical direction x (horizontal direction) with respect to the extending direction y of the groove via the above-described to-thiosylate mechanism 6f. The oscillating motor M7f of the trithiosylate mechanism 6f is a stepping motor, and the rotation direction and the amount of rotation (the number of steps) are controlled by the control circuit 200 via the motor driver MDf2. When the control circuit 200 instructs the driver MDf2 to perform forward rotation of the motor M7f, the driver MDf2 applies a forward rotation pulse voltage of a predetermined cycle to the motor M7f, whereby the motor M7f rotates stepwise (forward) to perform a preceding rotation. H moves to the right. Conversely, when the control circuit 200 instructs the driver MDf2 to rotate the motor M7f in reverse, the driver MDf2 applies a reverse rotation pulse voltage of a predetermined cycle to the motor M7f.
Rotates stepwise (reverse), and the preceding torch Tf moves to the left. While the control circuit 200 is supplying the forward rotation instruction signal or the reverse rotation instruction signal to the driver MDf2,
Continuously supplies a rotation drive pulse voltage of a predetermined period to the motor M7f, and the motor M7f continues to rotate.

【0029】制御回路200はセンサSf,Sbを、溶
接速度(y方向)に反比例する周期でx方向に往復走査
駆動(オシレ−ション駆動)し、作業者が溶接開始前に
設定したト−チ位置(x方向)を中心に左右に、作業者
が設定したオシレ−ション幅のト−チオシレ−ションを
行ない、センサのオシレ−ションにより得られる開先中
心位置の変化分、オシレ−ション幅の中心をx方向にシ
フトする。すなわち、操作盤OBに作業者が設定した幅
のト−チオシレ−ションを行ない、オシレ−ションの中
心を、センサのオシレ−ションにより得られる開先中心
位置のx方向変化分、同方向にシフトする。
The control circuit 200 drives the sensors Sf and Sb in a reciprocating scanning drive (oscillation drive) in the x direction at a period inversely proportional to the welding speed (y direction), and the torch set by the operator before the start of welding. The right and left of the position (x direction) are centered on the oscillation width set by the operator, and the change in the groove center position and the oscillation width obtained by the oscillation of the sensor. Shift the center in the x direction. That is, the operator performs a to-situ oscillation of the width set by the operator on the operation panel OB, and shifts the center of the oscillation in the same direction by the change in the x direction of the groove center position obtained by the oscillation of the sensor. I do.

【0030】オシレ−ション幅および溶接条件(溶接速
度,溶接電流値,その他)は作業者が操作盤0Bを介し
て制御回路200に入力する。ワ−クWL上での台車1
のy位置調整,ワ−クに対するト−チの高さ調整(z位
置調整),ト−チのx位置調整およびセンサのx位置調
整は、手元操作端9fのスイッチを操作することにより
作業者が行なう。
The operator inputs the oscillation width and welding conditions (welding speed, welding current value, etc.) to the control circuit 200 via the operation panel 0B. Dolly 1 on Work WL
The operator adjusts the y position, the height of the torch relative to the work (z position adjustment), the x position adjustment of the torch, and the x position adjustment of the sensor by operating a switch of the hand-held operating end 9f. Do.

【0031】溶接ト−チTfおよびTbのそれぞれの先
端には、二重シールド100fおよび100bが装着さ
れている。図4に、溶接ト−チTbに装着されている二
重シールド100b縦断面を拡大して示す。溶接ト−チ
Tbはその先端の溶接チップWCから溶接ワイヤ9bを
開先内に給送しかつシ−ルドガスを吹出すものである。
この溶接ト−チTbに二重シ−ルド100bが装着され
ている。二重シ−ルド100bは、溶接ト−チTbに固
着されたアタッチメント101,このアタッチメント1
01に固着されている内ノズル102および外ノズル1
03を含む。内ノズル102は溶接チップWCを包囲し
溶接ト−チTbから吹き出されるシ−ルドガス(第1シ
−ルドガス)をチップWCに沿って下方に案内する。こ
の第1シ−ルドガスは、内ノズル102の下端開口か
ら、チップWCの外方に露出する溶接ワイヤ9bの周辺
に吹き出す。外ノズル103は下半分が円錐筒状に拡が
ったものであり、この外ノズル103に溶接ト−チTb
の外部から第2シ−ルドガスGが供給され、これが内ノ
ズル103の外周面に沿って下端開口から、第1シ−ル
ドガスの外側に吹き出される。溶接ワイヤ9b直下の溶
融部は、第1シ−ルドガスと第2シ−ルドガスで二重に
シールドされる。以下において、第1シ−ルドガスに加
えて第2シ−ルドガスをも吹き出す態様を「二重シ−ル
ド」と称し、第1シ−ルドガスのみを吹き出す態様を
「二重シ−ルドなし」、又は「単一シ−ルド」と称す。
二重シールド100fの構造も100bの構造と同じで
ある。
Double shields 100f and 100b are attached to the respective tips of the welding torches Tf and Tb. FIG. 4 shows an enlarged vertical section of the double shield 100b attached to the welding torch Tb. The welding torch Tb feeds the welding wire 9b into the groove from the welding tip WC at the tip and blows out the shielding gas.
A double shield 100b is mounted on the welding torch Tb. The double shield 100b includes an attachment 101 fixed to the welding torch Tb,
01 and the inner nozzle 102 fixed to the outer nozzle 1
03 is included. The inner nozzle 102 surrounds the welding tip WC and guides a shield gas (first shield gas) blown out from the welding torch Tb downward along the tip WC. The first shield gas blows out from the lower end opening of the inner nozzle 102 to the periphery of the welding wire 9b exposed to the outside of the tip WC. The outer nozzle 103 has a lower half expanded in a conical cylindrical shape, and the outer nozzle 103 is provided with a welding torch Tb.
A second shield gas G is supplied from the outside of the nozzle, and is blown out of the first shield gas from the lower end opening along the outer peripheral surface of the inner nozzle 103. The molten portion immediately below the welding wire 9b is doubly shielded by the first shield gas and the second shield gas. Hereinafter, a mode in which the second shield gas is blown out in addition to the first shield gas is referred to as a "double shield", and a mode in which only the first shield gas is blown is "no double shield". Or, it is called "single shield."
The structure of the double shield 100f is the same as the structure of 100b.

【0032】ワ−クWR,WL(被溶接材)が形成する
開先は、開先角度30〜55°のVまたはY(図3)形
状とし、溶接中に開先ずれを起こさないように、開先内
面を仮付け溶接により仮付けするのが好ましい。開先の
裏面には裏当材BPを当て、開先内に鋼粒または鉄粉を
板厚の1/4以上2/3以下の高さに散布し、先行溶接電極ワ
イヤ9f(ト−チTf)に40回/分以上150回/分以
下、後行溶接電極ワイヤ9b(ト−チTb)に30回/分
以上120回/分以下の揺動を与える。この揺動の一単位
すなわち一回は、一往復動である。先行溶接電極ワイヤ
9fの溶接電流密度をワイヤ断面積当り230A/mm2
上、後行溶接電極ワイヤ9bの溶接電流密度をワイヤ断
面積当り150A/mm2以上とし、先行および後行の溶接
電極ワイヤ9f,9bの極間距離Dwを100mm以上600mm
以下として2電極片面ガスシールドアーク溶接を行うこ
とにより、アークが安定し耐割れ性および良好な表,裏
ビードが得られるとともに高能率な溶接ができる。な
お、極間距離Dwは、図6に示すように、ワ−クの開先
に沿っての、先行溶接電極ワイヤ9fと後行溶接電極ワ
イヤ9bとの距離である。
The groove formed by the work WR, WL (material to be welded) has a V or Y shape (FIG. 3) having a groove angle of 30 to 55 ° so that the groove does not shift during welding. It is preferable to temporarily attach the groove inner surface by tack welding. A backing material BP is applied to the back surface of the groove, and steel grains or iron powder is scattered in the groove at a height of 1/4 or more and 2/3 or less of the plate thickness, and the preceding welding electrode wire 9f (Torch) Tf) is given a swing of 40 times / minute or more and 150 times / minute or less, and the subsequent welding electrode wire 9b (torch Tb) is given a swing of 30 times / minute or more and 120 times / minute or less. One unit of the swing, ie, one time, is one reciprocation. The welding current density of the preceding welding electrode wire 9f is 230 A / mm 2 or more per wire cross-sectional area, and the welding current density of the succeeding welding electrode wire 9b is 150 A / mm 2 or more per wire cross-sectional area. The distance Dw between the poles of 9f and 9b should be 100mm or more and 600mm
By performing two-electrode single-sided gas shielded arc welding as described below, the arc is stabilized, cracking resistance and good front and back beads can be obtained, and highly efficient welding can be performed. As shown in FIG. 6, the inter-electrode distance Dw is the distance between the leading welding electrode wire 9f and the trailing welding electrode wire 9b along the groove of the work.

【0033】図5に、数種の板厚の2電極片面ガスシー
ルドアーク溶接における鋼粒散布高さと裏ビードの形状
の関係を示す。その時の溶接諸条件を表1に示す。実験
にあたっては、各板厚に応じて電流,揺動幅(オシレ−
ト幅),揺動回数(オシレ−ト回数;回/分)を変化さ
せた。なお、表1上の「ル−トギャップ」は、開先横断
面での、相対向ワ−クWR,WL間の最短距離を意味す
る。図3にル−トギャップを示した。
FIG. 5 shows the relationship between the spray height of steel grains and the shape of the back bead in two-electrode single-sided gas shielded arc welding of several plate thicknesses. Table 1 shows the welding conditions at that time. In the experiment, the current and swing width (oscillating
Width) and the number of swings (the number of oscillations; times / minute). The "root gap" in Table 1 means the shortest distance between the opposed works WR and WL in the groove cross section. FIG. 3 shows the root gap.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】なお、図5上の丸記号,三角記号および×
記号は測定点を示し、かつ丸記号は裏ビード形状良好を
意味し、三角記号は裏ビード形状不良を意味し、×記号
は裏ビード形状悪いあるいは溶け落ちが発生したことを
意味する。
It should be noted that a circle symbol, a triangle symbol, and an X in FIG.
The symbol indicates the measurement point, the circle symbol indicates that the back bead shape is good, the triangle symbol indicates that the back bead shape is bad, and the X symbol indicates that the back bead shape is bad or burn-through has occurred.

【0036】図5より、各板厚の開先内に鋼粒を板厚の
1/4以上2/3以下の高さに散布して溶接することにより、
裏ビード形状が良好になることが分かる。散布高さが板
厚の2/3を超えると裏ビード形状が悪いか、裏ビードが
形成されない。また1/4未満では溶け落ちが発生した。
FIG. 5 shows that the steel grains were inserted into the groove of each thickness.
By spreading and welding to a height of 1/4 or more and 2/3 or less,
It turns out that a back bead shape becomes favorable. If the spray height exceeds 2/3 of the plate thickness, the back bead shape is bad or the back bead is not formed. If it was less than 1/4, burn-through occurred.

【0037】なお、鋼粒または鉄粉の粒度分布は粒径1.
5mm以下であることがアークの安定性および裏ビードの
形状を良好にすることから好ましい。また、成分は主に
Feからなるが、耐割れ性からCは0.10%以下、Sおよ
びPは0.020%以下が好ましく、他の成分は、溶接金属
の強度靱性を考慮してSi,Mn,Moを、その他に脱酸
剤や合金剤を含有させることもできる。以上の粒度と成
分を満足すれば、各種サイズの鋼ワイヤをカットした粒
状体でも良い。
The particle size distribution of the steel grains or iron powder is as follows.
It is preferable that the diameter be 5 mm or less from the viewpoint of improving the stability of the arc and the shape of the back bead. The component is mainly composed of Fe, but C is preferably 0.10% or less, S and P are preferably 0.020% or less from the viewpoint of cracking resistance, and the other components are Si, Mn, and Mo in consideration of the strength and toughness of the weld metal. May also contain a deoxidizing agent or an alloying agent. Granules obtained by cutting steel wires of various sizes may be used as long as the above grain size and components are satisfied.

【0038】開先角度30°未満では裏ビードの均一性が
悪くなり、開先角度が55°を超えると開先断面積が大き
くなるので溶接能率が低下する。
If the groove angle is less than 30 °, the uniformity of the back bead deteriorates, and if the groove angle exceeds 55 °, the groove cross-sectional area becomes large and the welding efficiency is reduced.

【0039】開先内面を仮付けをすることにより、溶接
中のギャップ変動を少なくできる。また、裏当材BPと
してセラミック固形裏当材を使用の場合は、被溶接部裏
面に裏当材BPを接合させるだけの弱い支持力で、被溶
接材に対して裏当材BPを支持すればよく、マグネット
や拘束用治具を用いる必要がなくなる。したがって、労
力の低減が図れる。裏当材BPは、セラミック固形裏当
材の他に、ガラステープ併用の銅板裏当材またはフラッ
クス銅裏当材のいずれを用いても同様の効果が得られ
る。
By temporarily attaching the inner surface of the groove, gap fluctuation during welding can be reduced. When a ceramic solid backing material is used as the backing material BP, the backing material BP is supported against the material to be welded with a weak supporting force enough to join the backing material BP to the back surface of the welded portion. It is not necessary to use a magnet or a restraining jig. Therefore, labor can be reduced. The same effect can be obtained by using any of a copper plate backing material and a flux copper backing material combined with a glass tape in addition to the ceramic solid backing material as the backing material BP.

【0040】なお、開先内面への仮付けは溶接長全線ま
たは部分的でも良い。また、仮付けビードの高さは裏ビ
ードを安定に出すために7mm以下で、かつ、仮付けを完
全にするために2mm以上とすることが好ましい。また、
ルートギャップは5mm以下、Y開先でのルートフェイス
(図3参照)は3mm以下であることが、板継ぎ溶接の安
易さおよび裏ビードが安定して出るので好ましい。ルー
トギャップが5mmを超えると開先断面積が広くなるので
溶接能率が低下する。
Incidentally, the temporary attachment to the inner surface of the groove may be a whole welding length or a partial welding length. Further, the height of the tacking bead is preferably 7 mm or less for stably bringing out the back bead, and 2 mm or more for perfect tacking. Also,
It is preferable that the root gap is 5 mm or less and the root face at the Y groove (see FIG. 3) is 3 mm or less, because the easiness of the plate joint welding and the back bead are stable. When the root gap exceeds 5 mm, the groove cross-sectional area becomes large, so that the welding efficiency decreases.

【0041】先行溶接電極ワイヤ9fのワイヤ断面積当
りの溶接電流密度が230A/mm2未満では、安定した裏ビ
ードが得られない。特に仮付け部での未溶融部が発生す
る。後行溶接電極ワイヤ9bのワイヤ断面積当りの溶接
電流密度が150A/mm2未満では、溶け込み不良が発生
する。なお、先行溶接電極ワイヤ9fは、JIS Z 3312お
よびZ 3325に規定される軟鋼および高張力鋼用,低温用
鋼用のソリッドワイヤのいずれにおいても良好な結果が
得られるが、特に溶接金属に高い靱性を要求される場合
はJIS Z 3325に規定される低温用鋼用ソリッドワイヤを
用いることが好ましい。
If the welding current density per wire cross-sectional area of the preceding welding electrode wire 9f is less than 230 A / mm 2 , a stable back bead cannot be obtained. In particular, an unmelted portion occurs at the tacking portion. If the welding current density per wire cross-sectional area of the succeeding welding electrode wire 9b is less than 150 A / mm 2 , poor penetration occurs. Although the preceding welding electrode wire 9f can provide good results in any of solid wires for mild steel and high-strength steel and low-temperature steel specified in JIS Z 3312 and Z 3325, it is particularly high in welding metal. When toughness is required, it is preferable to use a solid wire for low-temperature steel specified in JIS Z 3325.

【0042】また、ワイヤ径は、ワイヤ断面積当りの溶
接電流密度が高いことから、溶接作業性および裏ビード
形状を良好とするために、先行電極ワイヤ9fでは1.4m
m以上2.0mm以下、後行電極ワイヤ9bでは1.2mm以上2.0
mm以下であることが好ましい。先行電極ワイヤ9f(ト
−チTf)の揺動回数(回/分)は、裏ビード形状を良
好にするために40回/分以上150回/分以下とする。40
回/分未満ではビード波形が粗くなり良好な裏ビード形
状が得られない。150回/分超ではアークが不安定とな
り良好な裏ビード形状が得られない。また、後行電極ワ
イヤ9bの揺動回数(回/分)は、表ビード形状を良好
にするために30回/分以上120回/分以下とする。30回
/分未満ではビード波形が粗くなり良好な表ビード形状
が得られない。120回/分超ではアークが不安定となり
良好な表ビード形状が得られない。電極ワイヤの揺動幅
(オシレ−ト幅)は、ビード表面を良好にする目的で板
厚に応じて段階的に変化させる。板厚10mm程度では先行
電極ワイヤ9fの揺動幅は4mm、後行電極ワイヤ9bの
揺動幅は6mmとするのが好ましく、板厚25mm程度では先
行電極ワイヤ9fの揺動幅を10mm、後行電極ワイヤ9b
の揺動幅を15mmとするのが好ましい。
Since the welding current density per wire cross-sectional area is high, the wire diameter is 1.4 m for the leading electrode wire 9f in order to improve welding workability and the shape of the back bead.
m or more and 2.0 mm or less, and 1.2 mm or more and 2.0 mm for the subsequent electrode wire 9b.
mm or less. The number of swings (times / minute) of the leading electrode wire 9f (torch Tf) is set to 40 times / minute or more and 150 times / minute or less in order to improve the shape of the back bead. 40
If it is less than times / minute, the bead waveform becomes coarse and a good back bead shape cannot be obtained. If it exceeds 150 times / minute, the arc becomes unstable and a good back bead shape cannot be obtained. The number of swings (times / minute) of the trailing electrode wire 9b is set to 30 times / minute or more and 120 times / minute or less in order to improve the shape of the front bead. If it is less than 30 times / minute, the bead waveform becomes coarse and a good surface bead shape cannot be obtained. At more than 120 times / minute, the arc becomes unstable and a good surface bead shape cannot be obtained. The swing width (oscillate width) of the electrode wire is changed stepwise according to the plate thickness in order to improve the bead surface. When the plate thickness is about 10 mm, the swing width of the leading electrode wire 9f is preferably 4 mm, and the swing width of the trailing electrode wire 9b is preferably 6 mm. When the board thickness is about 25 mm, the swing width of the leading electrode wire 9f is 10 mm, and Row electrode wire 9b
Is preferably 15 mm.

【0043】先行,後行電極ワイヤ間の電極間距離Dw
(図6)は、100mm未満ではアークが不安定となり、か
つ裏ビードが出すぎとなり、600mmを超えると靱性改善
には効果があるものの装置が大きくなるので好ましくな
い。
The inter-electrode distance Dw between the preceding and following electrode wires
In FIG. 6, if the diameter is less than 100 mm, the arc becomes unstable, and the back bead becomes too large. If the diameter exceeds 600 mm, the toughness is improved, but the size of the apparatus is undesirably large.

【0044】なお、溶接速度は板厚に応じて決められる
が、板厚10mm程度の場合40cm/min以上45cm/min以下、板
厚25mm程度では15cm/min以上20cm/min以下で良好な溶接
が可能となる。
The welding speed is determined according to the plate thickness. For a plate thickness of about 10 mm, good welding at 40 cm / min to 45 cm / min and for a plate thickness of about 25 mm is 15 cm / min to 20 cm / min. It becomes possible.

【0045】次に後行電極ワイヤ9bに用いるフラック
ス入りワイヤの成分と溶接品質との関係を記述する。
Next, the relationship between the composition of the flux-cored wire used for the succeeding electrode wire 9b and the welding quality will be described.

【0046】TiO2:2.5%以上 7.0%以下 TiO2は、溶接ビードに対するスラグ形成剤およびア
ーク安定剤としての性質を示すが、ワイヤ全重量に対し
て2.5%未満では良好な表ビード形状が得られない。ま
た7.0%を超えると溶接金属中に酸素量が増加し、大形
の非金属介在物が増加するためミクロ組織が微細化され
ず、靱性が低下するのでその範囲を2.5%以上 7.0%以
下とした。
TiO 2 : 2.5% or more and 7.0% or less TiO 2 exhibits properties as a slag forming agent and an arc stabilizer with respect to a weld bead. I can't. On the other hand, if the content exceeds 7.0%, the amount of oxygen in the weld metal increases, and large nonmetallic inclusions increase, so that the microstructure is not refined and the toughness is reduced. did.

【0047】ZrO2:0.4以上1.0% 以下 ZrO2は、スラグの凝固速度と溶融金属のスラグ被包
性を高めビード外観を良好にする。また高温での蒸気圧
が低く溶滴の細粒化にも効果がありスパッタが減少す
る。しかし、0.4%未満ではこの効果が得られず、表ビ
ード外観が不良になるとともにスパッタ発生量が多くな
る。また1.0%を超えると凝固温度が高いためスラグ巻
き込み等の欠陥が発生し易くなるのでその範囲を0.4以
上1.0% 以下とした。
ZrO 2 : 0.4 or more and 1.0% or less ZrO 2 enhances the solidification rate of the slag and the slag encapsulation of the molten metal to improve the bead appearance. Further, the vapor pressure at a high temperature is low, which is effective in making the droplets finer, and the sputtering is reduced. However, if the content is less than 0.4%, this effect cannot be obtained, and the appearance of the front bead becomes poor and the amount of spatter generated increases. On the other hand, if it exceeds 1.0%, the solidification temperature is high and defects such as slag entrapment are likely to occur. Therefore, the range is set to 0.4 or more and 1.0% or less.

【0048】Al23:0.1%以上 1.0%以下 Al23は、ZrO2と同様にスラグの凝固速度と溶融
金属のスラグ被包性を高めビード外観を良好にする。し
かし、0.1%未満ではこの効果が得られない。また1.0%
を超えるとスラグ巻き込み等の欠陥が発生し、スラグの
剥離性が低下するのでその範囲を0.1%以上 1.0%以下
とした。
Al 2 O 3 : 0.1% or more and 1.0% or less Al 2 O 3 , like ZrO 2 , enhances the solidification rate of slag and the slag encapsulation of the molten metal to improve the bead appearance. However, if less than 0.1%, this effect cannot be obtained. 1.0%
If the ratio exceeds the range, defects such as slag entrainment occur and the slag removability deteriorates. Therefore, the range is set to 0.1% or more and 1.0% or less.

【0049】Si:0.2以上 1.2%以下 Siは、脱酸剤として作用し溶接金属の酸素量を低減さ
せる上で効果がある。しかし、0.2%未満では脱酸力が
不足しブローホールが発生し、また1.2%を超えるとフ
ェライトを固溶硬化させ靱性を低下させるので、その範
囲を0.2以上 1.2%以下とした。
Si: 0.2 or more and 1.2% or less Si acts as a deoxidizing agent and is effective in reducing the oxygen content of the weld metal. However, if it is less than 0.2%, the deoxidizing power is insufficient and blowholes are generated, and if it exceeds 1.2%, the ferrite is solid-solution-hardened and the toughness is reduced. Therefore, the range is made 0.2 to 1.2%.

【0050】Mn:1.0以上 4.0%以下 Mnは、脱酸を補助し溶融金属の流動性を高め、ビード
形状を改善するとともに、強度靱性を改善する上でも効
果がある。しかし、1.0%未満では脱酸不足となり溶接
欠陥が発生し易く、また4.0%を超えると溶接金属が脱
酸過剰となりピットやブローホールが発生し易くなるの
でその範囲を1.0以上 4.0%以下とした。
Mn: 1.0 or more and 4.0% or less Mn is effective in assisting deoxidation, increasing the fluidity of the molten metal, improving the bead shape, and improving the strength toughness. However, if it is less than 1.0%, deoxidation becomes insufficient and welding defects easily occur, and if it exceeds 4.0%, the weld metal becomes excessively deoxidized and pits and blowholes are easily generated, so the range is set to 1.0 or more and 4.0% or less. .

【0051】Mg:0.1以上 1.0%以下 Mgは、高温のアーク中において酸素と反応し、ワイヤ
先端の溶滴の段階で脱酸反応が行われる。その結果、脱
酸生成物が溶融池内に残留しないこと、更には溶融池内
で反応するSi,Mnの脱酸反応を助け、溶接金属の酸
素量を減少させ靱性を向上する上で効果がある。しか
し、0.1%未満では上記効果が不足し、また1.0%を超え
るとアーク長が過大となりビード形状が悪くなるので、
その範囲を0.1以上 1.0%以下とした。
Mg: 0.1 or more and 1.0% or less Mg reacts with oxygen in a high-temperature arc, and a deoxidation reaction is performed at the stage of the droplet at the tip of the wire. As a result, the deoxidation product does not remain in the molten pool, further assists the deoxidation reaction of Si and Mn reacting in the molten pool, and is effective in reducing the amount of oxygen in the weld metal and improving the toughness. However, if it is less than 0.1%, the above effect is insufficient, and if it exceeds 1.0%, the arc length becomes excessively large and the bead shape deteriorates.
The range was 0.1% or more and 1.0% or less.

【0052】Na,K:Na,Kの1種または2種の合
計で0.003以上 0.3%以下 Na,Kは、アーク安定性を高め母材の掘り込みを緩和
する効果がある。しかし、0.03%未満では上記効果が得
られない。また0.3%を超えるとアーク長が長くなりす
ぎスパッタ量,ヒューム量が増加する。
Na, K: One or two kinds of Na and K in total 0.003% or more and 0.3% or less Na and K have an effect of increasing arc stability and alleviating digging of a base material. However, if it is less than 0.03%, the above effects cannot be obtained. If it exceeds 0.3%, the arc length becomes too long, and the amount of spatter and fume increases.

【0053】また、低温における靱性を要求される場合
は、前記フラックス入りワイヤに、更にNi,Tiおよ
びBを下記の範囲で添加する。
When toughness at a low temperature is required, Ni, Ti and B are further added to the flux-cored wire in the following range.

【0054】Ni:0.3以上 3.0%以下 Niは、強度,低温靱性を確保するために添加するが、
0.3%未満では十分な靱性改善効果が得られず、また3.0
%を超えると高温割れが発生し易くなるので0.3以上 3.
0%とした。
Ni: 0.3 or more and 3.0% or less Ni is added in order to secure strength and low-temperature toughness.
If it is less than 0.3%, a sufficient toughness improving effect cannot be obtained.
%, 0.3% or more because hot cracking is likely to occur.3.
0%.

【0055】Ti:0.02以上 0.2%以下 Tiは、強脱酸剤であり溶接金属の酸化を防ぎ、かつT
i酸化物の生成により溶接金属のミクロ組織を微細化
し、靱性改善に効果がある。しかし、0.02%未満ではミ
クロ組織の微細化による靱性改善効果が得られず、また
0.2%を超えると炭化物を著しく形成し靱性を損なうの
で、その範囲を0.02以上 0.2%以下とした。
Ti: 0.02 or more and 0.2% or less Ti is a strong deoxidizing agent, prevents oxidation of weld metal,
The formation of the i-oxide refines the microstructure of the weld metal, which is effective in improving toughness. However, if the content is less than 0.02%, the effect of improving the toughness due to the refinement of the microstructure cannot be obtained.
If it exceeds 0.2%, carbides are remarkably formed and the toughness is impaired, so the range was made 0.02 or more and 0.2% or less.

【0056】B:0.002以上 0.015%以下 Bは、溶接金属のミクロ組織を微細化し、靱性改善に効
果がある。しかし、0.002%未満ではミクロ組織の微細
化による靱性改善効果が得られず、また0.015%を超え
ると耐割れ性が劣化するとともに、炭化物を形成し著し
く靱性を損なうので、その範囲を0.002以上 0.015%以
下とした。
B: 0.002 or more and 0.015% or less B is effective in refining the microstructure of the weld metal and improving the toughness. However, if the content is less than 0.002%, the effect of improving the toughness due to the refinement of the microstructure cannot be obtained, and if the content exceeds 0.015%, the crack resistance deteriorates, and carbides are formed to significantly impair the toughness. % Or less.

【0057】なお、溶接金属のミクロ組織をさらに微細
にして靱性を改善するためにAl:0.30%以下、Zr:
0.20%以下の範囲で添加できる。また、溶接金属の強度
の調整として、Crを2.5%以下、Moを2%以下で添加
できる。
In order to further refine the microstructure of the weld metal and improve the toughness, Al: 0.30% or less, Zr:
It can be added in the range of 0.20% or less. Further, as adjustment of the strength of the weld metal, Cr can be added at 2.5% or less and Mo can be added at 2% or less.

【0058】開先内に鋼粒または鉄粉を散布するため、
先行電極ワイヤ9fにはフラックス入りワイヤに比べ溶
け込みの深い鋼ワイヤを用いるが、ワイヤ断面積当りの
電流密度を高くし、さらには電極ワイヤを揺動するため
スパッタの発生量が多い。したがって、シールド効果が
高く、スパッタ発生量を少なくするために、少なくとも
先行電極ワイヤ9fを二重シールドする。表2に示す溶
接諸条件により、特にスパッタ発生量の多い先行溶接に
おけるスパッタ発生量を調査した。
In order to spray steel grains or iron powder in the groove,
As the leading electrode wire 9f, a steel wire having a deeper penetration than a flux-cored wire is used, but the current density per wire cross-sectional area is increased, and the amount of spatter generated is large because the electrode wire swings. Therefore, at least the leading electrode wire 9f is double-shielded in order to have a high shielding effect and reduce the amount of spatter generated. According to the welding conditions shown in Table 2, the amount of spatter generated in the preceding welding, in which the amount of spatter was particularly large, was investigated.

【0059】[0059]

【表2】 [Table 2]

【0060】電流を300A、400A、500A、の3段階に
変化させ、従来法(単一シ−ルド)と2重シールドした
場合のスパッタ発生量を調査した。通常、従来法でのス
パッタ発生量は電流を高めるにつれて増加するが2.0〜
5.0g/min程度であるので、それ以下を良好と評価し
た。図7に溶接電流とスパッタ発生量の関係を示す。二
重シールドすると、従来法(単一シ−ルド)に比べ電流
の変化に関係なくスパッタ発生量は2.0g/min以下であ
った。
The current was changed in three stages of 300 A, 400 A, and 500 A, and the amount of spatter generated when the conventional method (single shield) and the double shield were used was investigated. Usually, the amount of spatter generated by the conventional method increases as the current increases,
Since it was about 5.0 g / min, less than that was evaluated as good. FIG. 7 shows the relationship between the welding current and the amount of spatter generated. With double shielding, the amount of spatter generated was 2.0 g / min or less irrespective of the change in current as compared with the conventional method (single shield).

【0061】以下、実験実施結果を示す。The results of the experiment are shown below.

【0062】−実験実施1− 表3に示す鋼材と表4に示す先行電極(9f)用鋼ワイ
ヤおよび表5に示す後行電極(9b)用のフラックス入
りワイヤとを組合せ、表6〜表11に示す開先形状,鋼
粒または鉄粉の散布、および溶接条件で、溶接長1500mm
の2電極片面ガスシールドアーク溶接を行った。溶接速
度は板厚に応じて、15m/min以上 450m/min以下で行っ
た。なお、開先内面の仮付けは、被覆アーク溶接棒を用
い300mmおきに30mm長さで6カ所行った。溶接後に、
表,裏ビード外観,割れの有無および衝撃値を調査し
た。衝撃値は、溶接後の試験体の板厚中央部からJIS Z
2202 4号の衝撃試験片を採取して0℃でその衝撃値を測
定した。なお、割れの有無は浸透探傷試験およびマクロ
断面で調査した。それらの結果も表6〜表11にまとめ
て示す。なお、表6〜表11は、1つの大きな表を6分
割したものであり、それらの表を、次の配列として 表6 表8 表10 表7 表9 表11 隣り合う表中の重複表記部を重ね合せて同一面上に並べ
ることにより、1つの表が現われる。
-Experiment 1- A steel material shown in Table 3 was combined with a steel wire for the leading electrode (9f) shown in Table 4 and a flux-cored wire for the succeeding electrode (9b) shown in Table 5; Weld length 1500mm with groove shape, steel grain or iron powder spraying and welding conditions shown in 11
Was performed by single-sided gas shielded arc welding. The welding speed was from 15 m / min to 450 m / min depending on the plate thickness. In addition, the temporary attachment of the groove | channel inner surface was performed in 30 places of 30 mm length every 300 mm using the coating arc welding rod. After welding,
The front and back bead appearance, the presence or absence of cracks, and the impact value were investigated. The impact value was measured in JIS Z from the center of the thickness of the specimen after welding.
2202 No. 4 impact test piece was sampled and its impact value was measured at 0 ° C. The presence or absence of cracks was examined by a penetration test and a macro section. The results are also summarized in Tables 6 to 11. Tables 6 to 11 are obtained by dividing one large table into six, and these tables are arranged as the following arrays. Table 6 Table 8 Table 10 Table 7 Table 9 Table 11 Overlapping notations in adjacent tables Are superimposed and arranged on the same plane, one table appears.

【0063】[0063]

【表3】 [Table 3]

【0064】[0064]

【表4】 [Table 4]

【0065】[0065]

【表5】 [Table 5]

【0066】[0066]

【表6】 [Table 6]

【0067】[0067]

【表7】 [Table 7]

【0068】[0068]

【表8】 [Table 8]

【0069】[0069]

【表9】 [Table 9]

【0070】[0070]

【表10】 [Table 10]

【0071】[0071]

【表11】 [Table 11]

【0072】表6〜表11中のNo.1〜8が、好まし
い実験実施例、No.9〜28が比較例である。好まし
い実験実施例であるNo.1〜8は、開先形状,鋼粒ま
たは鉄粉の散布高さ,電極の揺動回数,溶接電流密度お
よび後行電極9bのワイヤ成分が適正で、しかも少くと
も先行溶接電極ワイヤ9fを二重シールドしたので、
表,裏ビード外観共良好であり高温割れ等の欠陥も無く
衝撃値も極めて良好な結果であった。
In Tables 6 to 11, No. Nos. 1 to 8 are preferred experimental examples; 9 to 28 are comparative examples. In the preferred experimental example, No. Nos. 1 to 8 are suitable for the groove shape, the sprinkling height of steel grains or iron powder, the number of times of electrode swing, the welding current density, and the wire component of the succeeding electrode 9b. Because it was a heavy shield,
Both the front and back bead appearances were good, there were no defects such as hot cracks, and the impact value was extremely good.

【0073】比較例中No.9は、鋼粒の散布量が低い
ので、溶接金属の溶け落ちが発生した。No.10は、
鋼粒の散布量が高いので、裏ビ−ドが出なかった。N
o.11は開先が広く、溶接による盛り上がりが少な
く、また裏ビ−ドが出過ぎた。さらに、後行電極ワイヤ
9b(F6)のSiが高いので靱性が低く、またMgが
高いので表ビ−ドの外観が不良となった。No.12
は、開先角度が狭いので裏ビ−ドが不均一になり、後行
電極ワイヤ9b(F5)のSiおよびMnが低いので、
ブロ−ホ−ルが発生した。No.13は、後行電極ワイ
ヤ9b(F7)のMnが高いので、ブローホールが発生
した。またNa,Kの合計量が多いので、スパッタ発生
量が多くなった。No.14は、後行電極ワイヤ9b
(F8)のMgが少ないので、靱性が低く、またNa,
Kの合計量が少ないので、アークが不安定となり、表ビ
−ドが不良となった。No.15は、先行電極ワイヤ9
fの溶接電流密度が低いので、裏ビードが出なかった。
No.16は、後行電極ワイヤ9bの溶接電流密度が低
いので、表ビードの外観が不良であった。No.17
は、先行電極ワイヤ9fの揺動回数が少ないので、裏ビ
ードが不揃いになった。No.18は、後行電極ワイヤ
9bの揺動回数が少ないので、表ビード外観が不良であ
った。No.19は、先行電極ワイヤ9fの揺動回数が
多いので、アークが不安定となり裏ビードが不揃いにな
った。No.20は、後行電極ワイヤ9bの揺動回数が
多いので、アークが不安定となり表ビードが不良であっ
た。No.21は、先行および後行電極ワイヤ9f,9
bの極間距離Dwが小さいので、アークが不安定とな
り、また溶接金属の溶け落ちが発生した。No.22
は、後行電極ワイヤ9b(F9)のTiO2が少ないの
で、表ビードの外観が不良であった。No.23は、後
行電極ワイヤ9b(F10)中のTiO2が多いので、
靱性が低かった。No.24は、後行電極ワイヤ9b
(F11)のZrO2が少ないので、溶融金属へのスラ
グ被包性が悪く、ビード外観が不良で、スパッタ発生量
も多くなった。No.25は、後行電極ワイヤ9b(F
12)のZrO2が多いので、スラグ巻込みが発生し
た。No.26は、後行電極ワイヤ9b(F13)のA
23が少ないので、溶接金属へのスラグ被包性が悪く
表ビード外観が不良であった。No.27は、後行電極
ワイヤ9b(F14)のAl23が多いので、スラグ巻
き込み欠陥が発生し、かつスラグ剥離が悪くなった。N
o.28は、二重シールドしていないので、スパッタ発
生量が多くなった。
In the comparative examples, No. In No. 9, since the amount of sprayed steel particles was low, burn-through of the weld metal occurred. No. 10 is
The back bead did not appear due to the high spraying rate of the steel grains. N
o. No. 11 had a wide groove, little swelling due to welding, and too much back bead. Further, since the Si of the subsequent electrode wire 9b (F6) was high, the toughness was low, and the Mg content was high, so that the appearance of the front bead was poor. No. 12
Is that the back bead is not uniform because the groove angle is narrow, and the Si and Mn of the subsequent electrode wire 9b (F5) are low.
Blowhole occurred. No. In No. 13, blow holes occurred because Mn of the subsequent electrode wire 9b (F7) was high. Further, since the total amount of Na and K was large, the amount of spatter generated was large. No. 14 is a trailing electrode wire 9b
(F8) has a low Mg content, and thus has low toughness.
Since the total amount of K was small, the arc became unstable and the surface bead became defective. No. 15 is the leading electrode wire 9
Since the welding current density of f was low, no back bead appeared.
No. In No. 16, since the welding current density of the trailing electrode wire 9b was low, the appearance of the front bead was poor. No. 17
Since the number of swings of the leading electrode wire 9f was small, the back beads became uneven. No. In No. 18, since the number of swings of the trailing electrode wire 9b was small, the external bead appearance was poor. No. In No. 19, since the number of swings of the leading electrode wire 9f was large, the arc became unstable and the back beads became uneven. No. In No. 20, since the number of swings of the trailing electrode wire 9b was large, the arc was unstable and the front bead was defective. No. 21 is a leading and trailing electrode wire 9f, 9
Since the inter-electrode distance Dw of b was small, the arc became unstable, and burn-through of the weld metal occurred. No. 22
Since the amount of TiO 2 in the subsequent electrode wire 9b (F9) was small, the appearance of the front bead was poor. No. 23 has a large amount of TiO 2 in the subsequent electrode wire 9b (F10),
The toughness was low. No. 24 is a trailing electrode wire 9b
Since the amount of ZrO 2 in (F11) was small, the slag encapsulation property in the molten metal was poor, the bead appearance was poor, and the amount of spatter generated was large. No. 25 is a trailing electrode wire 9b (F
12) ZrO 2 is large, so slag entrainment occurred. No. 26 is A of the following electrode wire 9b (F13).
Since the amount of l 2 O 3 was small, the slag encapsulation in the weld metal was poor and the appearance of the front bead was poor. No. In No. 27, since the amount of Al 2 O 3 in the subsequent electrode wire 9b (F14) was large, a slag entrainment defect occurred, and slag peeling became poor. N
o. In No. 28, the amount of spatter was increased because no double shielding was performed.

【0074】−実験実施2− 表12に示す低温用鋼材と表4に示す鋼ワイヤおよび表
13に示すフラックス入りワイヤとを組合せ、実施例1
と同様に2電極片面ガスシールドアーク溶接を行った。
なお、各試験とも先行および後行電極ワイヤ9f,9b
を二重シールドした。また、靱性の評価は、−20℃での
衝撃値を調べた。それらの結果を表14,表15,表1
6にまとめて示す。なお、表14〜表16は、1つの大
きな表を3分割したものであり、それらの表を、次の配
列として 表14 表15 表16 隣り合う表中の重複表記部を重ね合せて同一面上に並べ
ることにより、1つの表が現われる。
-Experiment 2- Example 1 was performed by combining a steel material for low temperature shown in Table 12 with a steel wire shown in Table 4 and a flux-cored wire shown in Table 13.
In the same manner as in the above, two-electrode single-sided gas shielded arc welding was performed.
In each test, the leading and trailing electrode wires 9f, 9b
Was double shielded. For evaluation of toughness, the impact value at −20 ° C. was examined. The results are shown in Tables 14, 15, and 1.
6 are shown together. In addition, Table 14 to Table 16 are obtained by dividing one large table into three, and these tables are arranged as the following arrays. Table 14 Table 15 Table 16 Overlapping notation parts in adjacent tables are superimposed on the same plane. By arranging above, one table appears.

【0075】[0075]

【表12】 [Table 12]

【0076】[0076]

【表13】 [Table 13]

【0077】[0077]

【表14】 [Table 14]

【0078】[0078]

【表15】 [Table 15]

【0079】[0079]

【表16】 [Table 16]

【0080】表14〜表16中のNo.29〜33が好
ましい溶接方法の実験実施例、No.34〜39が比較
例である。好ましい実験実施例であるNo.29〜33
は、開先形状,鋼粒または鉄粉の散布高さ,電極の揺動
回数,溶接電流密度および後行電極ワイヤ9b(F15
〜F18:表13)の充填フラックス成分が適正で、し
かも先行および後行溶接電極ワイヤ9f,9bを二重シ
ールドしてあるので、表,裏ビード外観共良好であり、
高温割れ等の欠陥も無く靱性も極めて良好な結果であっ
た。
No. in Tables 14 to 16 No. 29 to 33 are experimental examples of the preferred welding method. 34 to 39 are comparative examples. In the preferred experimental example, No. 29-33
Are the groove shape, the sprinkling height of steel grains or iron powder, the number of electrode swings, the welding current density, and the following electrode wire 9b (F15
To F18: The filling flux components shown in Table 13) are appropriate, and the leading and trailing welding electrode wires 9f and 9b are double shielded, so that both the front and back bead appearances are good.
There was no defect such as hot cracking and the toughness was very good.

【0081】比較例中No.34は、後行電極ワイヤ9
b(F19)のNiが少ないので、靱性が低かった。N
o.35は、後行電極ワイヤ9b(F20)のNiが多
いので、高温割れが発生した。No.36は、後行電極
ワイヤ9b(F21)のTiが少ないので、靱性が低か
った。No.37は、後行電極ワイヤ9b(F22)の
Tiが多いので、靱性が低かった。No.38は、後行
電極ワイヤ9b(F23)のBが少ないので、靱性が低
かった。No.39は、後行電極ワイヤ9b(F24)
中のBが多いので、高温割れが発生した。
In the comparative examples, No. 34 is a trailing electrode wire 9
Since the Ni of b (F19) was small, the toughness was low. N
o. In No. 35, high temperature cracking occurred because the trailing electrode wire 9b (F20) contained a large amount of Ni. No. In No. 36, the toughness was low because the amount of Ti in the subsequent electrode wire 9b (F21) was small. No. No. 37 has low toughness because the trailing electrode wire 9b (F22) has a large amount of Ti. No. No. 38 had low toughness because B of the subsequent electrode wire 9b (F23) was small. No. 39 is a trailing electrode wire 9b (F24)
Since there was a lot of B inside, hot cracking occurred.

【0082】以上詳述した実験実施例1,2の好ましい
溶接方法の実験実施例によれば、短尺から長尺の溶接構
造物の片面溶接を、溶接作業性,耐割れ性および裏、表
ビードが良好で、健全で高靱性の溶接部が得られるとと
もに、開先断面積を小さくでき、溶接中に複雑な操作を
必要としない1ラン溶接のため、板継ぎ作業能率を安易
に大幅に向上できる。
According to the experimental examples of the preferred welding methods of Experimental Examples 1 and 2 described in detail above, one-sided welding of a short to long welded structure is performed by welding workability, cracking resistance and back, front bead. Good weldability, a sound and high toughness welded area can be obtained, and the groove cross-section can be reduced. One-run welding, which does not require complicated operations during welding, greatly improves the work efficiency. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施例の装置装置Aの側面図であ
り、開先および裏当材BPは縦断面を示す。
FIG. 1 is a side view of an apparatus A according to an embodiment of the present invention, in which a groove and a backing material BP show a longitudinal section.

【図2】 図1に示す溶接装置Aの、図1の2A−2A
線断面図である。
2A-2A of FIG. 1 of the welding apparatus A shown in FIG. 1;
It is a line sectional view.

【図3】 図1に示す先行溶接ト−チTfおよび後行溶
接ト−チTbをオシレ−トするシステム構成を示すブロ
ック図であり、溶接対象材WR,WLは斜視図で示す。
FIG. 3 is a block diagram showing a system configuration for oscillating a preceding welding torch Tf and a succeeding welding torch Tb shown in FIG. 1, and welding target materials WR and WL are shown in perspective views.

【図4】 図1に示す溶接ト−チTbに装備された二重
シールド100bの拡大縦断面図である。
FIG. 4 is an enlarged vertical sectional view of a double shield 100b mounted on the welding torch Tb shown in FIG.

【図5】 明細書上の表1に示す溶接条件で、数種の板
厚の被溶接材の開先を溶接したときの、板厚と鋼粒散布
高さとの組合せの分布を示すグラフであり、組合せ点
に、裏ビ−ド形状の良否を示す記号を付した。
FIG. 5 is a graph showing a distribution of a combination of a sheet thickness and a steel grain scattering height when welding a groove of a material having several sheet thicknesses under welding conditions shown in Table 1 in the specification. Yes, a symbol indicating the quality of the back bead shape was given to each combination point.

【図6】 図1に示す溶接装置Aの、先行電極ワイヤ9
fと後行電極ワイヤ9bとの間の距離すなわち極間距離
Dwを示す側面図である。
6 is a front electrode wire 9 of the welding apparatus A shown in FIG.
It is a side view which shows the distance between f and the succeeding electrode wire 9b, ie, the distance Dw between poles.

【図7】 溶接電流値とスパッタ発生量との関係を示す
グラフであり、該グラフ上の従来法は単一シ−ルドの場
合を示す。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a welding current value and a spatter generation amount, and the conventional method on the graph shows a case of a single shield.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A:溶接装置 r:レール Sf:先行センサ Sb:後行センサ Tf:先行溶接トーチ Tb:後行溶接ト
ーチ WL,WR:ワーク Wo:開先中央位
置 1:台車 2fL,2fR,2bL,2bR:車輪 3f,3b:溝付
ロ−ラ 11,12:台車フレーム 13:支持板 21:シャフト 23,24:スプ
ロケットホィ−ル M1:台車駆動モータ 4f,4b:センサ支持機構 41,42:アーム 43:支持アーム 44,45:ねじ 5f,5b:センサオシレート機構 51:フレーム 52:ねじ棒 53:案内レール 54:スライダ 55f:支持棒 M5f:先行セン
サオシレートモータ 6f,6b:トーチオシレート機構 80f,80b:トーチ支持機構 81:支持アーム 81a:ねじ 82:支持盤 83:回転盤 84:止めねじ 85:ねじ 86:ピン 87:トーチ挟持
部材 M8f:トーチ回転モータ 7:フレーム 9f:手元操作端 100f,100b:二重シ−ルド 101:アタッチメント 102:内ノズル 103:外ノズル MDf1,MDF2,MDF3:ステッピングモータードライバ PF:溶接電源 110:接触検知
回路 200:制御回路
A: Welding device r: Rail Sf: Leading sensor Sb: Trailing sensor Tf: Trailing welding torch Tb: Trailing welding torch WL, WR: Work Wo: Central position of groove 1: Bogie 2fL, 2fR, 2bL, 2bR: Wheel 3f, 3b: grooved rollers 11, 12: bogie frame 13: support plate 21: shaft 23, 24: sprocket wheel M1: bogie drive motor 4f, 4b: sensor support mechanism 41, 42: arm 43: support Arms 44, 45: Screws 5f, 5b: Sensor oscillating mechanism 51: Frame 52: Screw rod 53: Guide rail 54: Slider 55f: Supporting rod M5f: Leading sensor oscillating motor 6f, 6b: Torch oscillating mechanism 80f, 80b: Torch support Mechanism 81: Support arm 81a: Screw 82: Support board 83: Rotating board 84: Set screw 85: Screw 86: Pin 87 Torch holding member M8f: Torch rotation motor 7: Frame 9f: Hand-operated end 100f, 100b: Double shield 101: Attachment 102: Inner nozzle 103: Outer nozzle MDf1, MDF2, MDF3: Stepping motor driver PF: Welding power supply 110 : Contact detection circuit 200: Control circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B23K 35/368 B23K 35/368 B (72)発明者 星 野 忠 千葉県習志野市東習志野7丁目6番1号 日鐵溶接工業株式会社 機器事業部内 (72)発明者 佐 野 博 文 東京都中央区築地三丁目5番4号 日鐵 溶接工業株式会社 研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−61798(JP,A) 特開 平9−206945(JP,A) 特開 昭63−235077(JP,A) 特公 平7−63843(JP,B2) 特公 昭53−19298(JP,B2) 特公 昭61−9114(JP,B2) 特公 平4−33548(JP,B2) 特公 昭50−24254(JP,B1) 実公 平2−24545(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 9/095 B23K 9/00 B23K 9/035 B23K 9/16 B23K 33/00 B23K 35/368 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI B23K 35/368 B23K 35/368 B (72) Inventor Tadashi Hoshino 7-6-1 Higashi Narashino, Narashino-shi, Chiba Nippon Steel Welding Industry (72) Inventor Hirofumi Sano 3-5-4 Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo Nippon Steel Welding Industry Co., Ltd. Research Laboratory (56) Reference JP-A-62-61798 (JP, A) JP-A-9-206945 (JP, A) JP-A-63-235077 (JP, A) JP-B-7-63843 (JP, B2) JP-B-53-19298 (JP, B2) JP-B-61-9114 (JP, A) JP, B2) JP 4-33548 (JP, B2) JP 50-24254 (JP, B1) JP 2-24545 (JP, Y2) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , (DB name) B23K 9/095 B23K 9/00 B23K 9/035 B23K 9/16 B23K 33/00 B23K 35 / 368

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】被溶接材の、開先角度30〜55°のYま
たはV形状の開先の裏面に当てる裏当材, 前記開先の内部に充填する鋼粒または鉄粉, 前記開先が延びる方向に走行する台車, 前記開先が延びる方向に配列され前記台車に搭載され開
先に向いた2台の片面ガスシールドアーク溶接ト−チ, 該2台の溶接ト−チを揺動駆動するト−チ揺動機構、お
よび、 前記2台の溶接ト−チの少くとも一方の、開先が延びる
方向に対する傾斜を調整するためのト−チ角度調整機
構、を備え 前記台車の走行方向に関して上流側となる先行溶接トー
チの溶接電極ワイヤはソリッドワイヤ、下流側となる後
行溶接ト−チの溶接電極ワイヤはフラックス入りワイヤ
であ る、2電極片面ガスシールドアーク溶接装置。
1. A backing material to be applied to the back surface of a Y or V-shaped groove having a groove angle of 30 to 55 °, a steel grain or iron powder to be filled in the groove, and the groove. A two-sided gas shielded arc welding torch arranged in the direction in which the groove extends and mounted on the carriage and facing the groove; and the two welding torches are swung. drive to DOO - Chi swinging mechanism, and the two welding bets - at least the one switch, for adjusting the inclination with respect to the direction in which the groove extends bets - Chi angle adjusting mechanism comprises, of the carriage Preceding welding toe on the upstream side in the running direction
H welding electrode wire is a solid wire, after it becomes downstream
The welding electrode wire of the row welding torch is a flux-cored wire
Der Ru, 2 electrodes one side gas-shielded arc welding apparatus.
【請求項2】前記台車で支持されて、前記開先と実質上
平行に被溶接材に設置されるレ−ルに係合する回転自在
のロ−ラ、を更に備える請求項1記載の2電極片面ガス
シールドアーク溶接装置。
2. The apparatus according to claim 1, further comprising a rotatable roller supported by said carriage and engaged with a rail installed on the work to be welded substantially in parallel with said groove. Electrode single-sided gas shielded arc welding equipment.
【請求項3】前記2台の溶接ト−チの溶接電極ワイヤ間
の極間距離は100mm以上600mm以下である、請求項1記載
の2電極片面ガスシールドアーク溶接装置。
3. The two-electrode single-sided gas shielded arc welding apparatus according to claim 1, wherein the distance between the welding electrode wires of the two welding torches is 100 mm or more and 600 mm or less.
【請求項4】前記2台の溶接ト−チのうちの、前記台車
の走行方向に関して下流側となる後行溶接ト−チの溶接
電極ワイヤは、ワイヤ全重量に対して重量%で、 TiO2:2.5%以上 7.0%以下 ZrO2:0.4%以上 1.0%以下 Al22:0.1%以上 1.0%以下 Si:0.2%以上 1.2%以下 Mn:1.0%以上 4.0%以下 Mg:0.1%以上 1.0%以下 を含有し、更にNaおよびKの1種または2種の合計が
0.03%以上0.3%以下であるフラックスを充填したフラ
ックス入りワイヤである、請求項1記載の2電極片面ガ
スシールドアーク溶接装置。
4. A welding electrode wire of a succeeding welding torch, which is a downstream side in the traveling direction of the bogie, of the two welding torches, is TiO. 2: 2.5% to 7.0% or less ZrO 2: 0.4% to 1.0% or less Al 2 O 2: 0.1% to 1.0% or less Si: 0.2% to 1.2% or less Mn: 1.0% to 4.0% or less Mg: 0.1% or more 1.0 % Or less, and the sum of one or two of Na and K
The two-electrode single-sided gas shielded arc welding apparatus according to claim 1, wherein the wire is a flux-cored wire filled with a flux of 0.03% or more and 0.3% or less.
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