JP3139326B2 - 固定管の片面突合せ溶接方法 - Google Patents

固定管の片面突合せ溶接方法

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JP3139326B2 JP07098269A JP9826995A JP3139326B2 JP 3139326 B2 JP3139326 B2 JP 3139326B2 JP 07098269 A JP07098269 A JP 07098269A JP 9826995 A JP9826995 A JP 9826995A JP 3139326 B2 JP3139326 B2 JP 3139326B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、固定管の片面突合せ溶
接に関するものであり、特に、溶接開始部の裏ビードの
形成と溶接ビード始端部の継ぎ方法に関する発明であ
る。
【0002】
【従来の技術】溶接アークを回転させながら溶接を行う
回転アーク溶接法は、アークの分散効果により、広くて
浅い溶け込み形状となり溶接欠陥が減少するとともに、
高電流の使用が可能となるので溶接速度の高速化、高能
率化を図ることができる。
【0003】その回転アーク溶接法を用いて、固定管の
片面突合せ溶接を行えば、アークの分散効果により、開
先底部で広い範囲の溶け込みが得られるので裏ビードの
形成が容易となり、底部がV型で標準ルートギャップを
ゼロにした開先を用いた溶接作業が行える。従って、固
定管相互の芯合わせが容易となり、作業時間の大幅な短
縮が図られるという効果もある。
【0004】しかし、一般的に、溶接開始部では、母材
が冷えていることと、溶接アークが立ち上がり状態にあ
ることから、開先底部が充分に溶融せず、良好な裏ビー
ドが形成され難いという問題があるが、特に、回転アー
ク溶接法の場合、アークの分散効果が逆効果となってそ
の傾向を助長してしまうという問題がある。
【0005】そして、回転アーク溶接法を用いる場合、
溶接条件の制御の安定性の点から、溶接開始部より左右
に振り分け溶接することが考えられるが、溶接開始位置
での左右の裏ビードが良好に形成されないと、溶接開始
部にて左右の溶接ビードの始端部が良好につながらない
という問題も生じる。
【0006】溶接開始部の裏ビードの形成方法として
は、平鋼板の片面突合せ溶接においては、母材に取り付
けたタブ板等のスタートブロック上で溶接アークをスタ
ートさせ、アークが安定してから、母材の片面突合せ溶
接に移行し、母材の片面突合せ溶接が終了後、該スター
トブロックを切断除去する方法がある。
【0007】また、固定管の片面突合せ溶接における溶
接開始部の裏ビード形成および溶接ビード継ぎ技術とし
ては、特開平4ー228263号公報に開示されている
ように、開先底部に切欠部を形成し、溶融しやすくなっ
た切欠部近傍の母材でアークを点弧後、開先幅方向に溶
接トーチを移動して溶接を開始する方法がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前述の平鋼板の片面突
合せ溶接のようにスタートブロックを使用する方法で
は、固定管の片面突合せ溶接においてはエンドレスの溶
接ビードであるので、スタートブロックを取り除いた後
を手直しする作業が生じる。
【0009】また、前記特開平4ー228263号公報
に開示されている固定管の溶接開始部の裏ビード形成お
よび溶接ビード継ぎ方法については、開先底部のアーク
スタート位置の切欠部は、裏当材を当接する前工程で加
工形成する作業が必要で、裏当材による固定管の芯出作
業前では開先が不揃いの状態で切欠部が形成されるし、
母材にアークを点弧後、開先幅方向に溶接トーチを移動
して溶接を開始する方法であるため、自動化をする際に
は、シーケンスおよび装置が複雑化するという問題があ
る。
【0010】従って、上記のような溶接開始部の裏ビー
ド形成および溶接ビード継ぎ方法は、溶接作業の能率低
下につながり、高速化高能率化を図ることができる回転
アーク溶接法による固定管の片面突合せ溶接において用
いることは適切でない。
【0011】本発明は、かかる問題を解決するためにな
されたものであり、回転アーク溶接法を用いた固定管の
片面突合せ溶接において、煩雑な作業工程を経なくと
も、溶接開始位置において、裏ビードが良好に形成さ
れ、左右の溶接ビードの始端部の継ぎが良好に行われる
固定管の片面突合せ溶接方法を提供することを目的とす
るものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】前述の課題は、回転アー
ク溶接法にて左右振り分け溶接をする固定管の片面突合
せ溶接において、いずれかの先行する半周側の溶接の開
始にあたり、溶接トーチを本来の溶接開始位置から溶接
進行方向に寄った位置に配置し、その位置にて溶接アー
クを点弧した後、該溶接トーチを本来の溶接開始位置ま
で移動し、その後、溶接トーチを本来の溶接進行方向に
向かわせて回転アーク溶接法にて当該半周側の溶接を行
うとともに、後行の半周側の溶接の開始にあたり、溶接
トーチを本来の溶接開始位置から溶接進行方向に寄った
位置に配置し、その位置にて溶接アークを点弧した後、
該溶接トーチを本来の溶接開始位置まで移動し、その
後、溶接トーチを本来の溶接進行方向に向かわせて回転
アーク溶接法にて当該半周側の溶接を行うことを特徴と
する固定管の片面突合せ溶接方法により解決される。
【0013】
【作用】回転アーク溶接法にて左右振り分け溶接をする
固定管の片面突合せ溶接において、先ず、先行して溶接
する半周側の溶接開始にあたり、溶接トーチを本来の溶
接開始位置から溶接進行方向に寄った位置に配し、その
位置で溶接アークを点弧した後、本来の溶接開始位置ま
で移動することで予備溶接を行い、その後、本来の溶接
進行方向に向かって本溶接を行うことにより、予備溶接
の間に溶接アークが安定し、溶接開始部の母材が温めら
れるので、溶接開始部の開先底部の充分な溶融が得ら
れ、溶接開始部の裏ビードの形成が良好になされる。
【0014】次に、後行して溶接する半周側の溶接開始
にあたり、溶接トーチを本来の溶接開始位置より溶接進
行方向に寄った位置に配し、その位置で溶接アークを点
弧した後、本来の溶接開始位置まで移動することで予備
溶接を行い、その後、本来の溶接進行方向に向かって本
溶接を行うことにより、予備溶接の間に溶接アークが安
定し、溶接開始部の母材が温められるので、溶接開始部
の開先底部の充分な溶融が得られ、溶接開始部の裏ビー
ドの形成が良好になされる。同時に、先行側の溶接で形
成された溶接ビードの始端部も溶融されて、溶接開始部
での左右の溶接ビードの始端部の継ぎも良好になされ
る。
【0015】なお、予備溶接の溶接電流については、本
溶接の溶接電流よりも高くすれば、溶接開始部の母材の
温度を迅速に上げられる点で有利である。
【0016】また、予備溶接の溶接速度については、本
溶接の開始時も含めて、本溶接の正規の溶接速度よりも
高速で行えば、予備溶接での溶接ビードが形成される前
に本溶接が行われるので、溶接ビードの重なりのない滑
らかな溶接ビードが得られるし、溶接ビードが予備溶接
をしていない部分と均一な厚みになるという利点があ
る。
【0017】さらに、予備溶接では溶接アークを回転さ
せない方が、溶接アークを集中できるので、溶接開始部
の母材の温度を迅速に上げられる点で好ましい。
【0018】そして、予備溶接が終わってからの本溶接
への移行については、予備溶接での溶接条件にて本溶接
を開始して、徐々に正規の本溶接条件に移行した方が、
制御の安定性を考えれば望ましい。
【0019】また、後行側の溶接を行う場合に、予備溶
接後、本溶接開始位置で溶接トーチを一定時間停止すれ
ば、先行側の溶接で形成された溶接ビード始端部の溶融
が加速され、溶接開始部での左右の溶接ビードの始端部
の継ぎが的確になされる。
【0020】なお、上述では、初層溶接を念頭において
説明したが、積層溶接や最終溶接においても、同様に、
溶接ビード始端部の継ぎを良好に行うことができる。
【0021】
【実施例】図1は、本発明にかかる固定管の片面突合せ
溶接方法の実施例を示す図である。
【0022】図1において、1、2は片面突合せ溶接さ
れる固定管、3は右半周を時計回りに移動する先行溶接
トーチ、4は左半周を反時計回りに移動する後行溶接ト
ーチである。5は固定管1、2の突合せ部裏面に当接さ
れた裏当材で、該裏当材5は銅裏当材またはセラミック
ス裏当材等からなり、図示しないインターナルクランプ
機構により、固定管1、2の裏面に、該固定管1、2の
芯出しを兼ねて、圧接されている。図示しないが、溶接
トーチ3、4は、固定管1または2の円周上にリング状
に配置された走行レールに設置された2台の溶接走行台
車に各々取り付けられている。
【0023】図2は、図1のA−A線(時計表示で0時
位置)断面図で、固定管1、2の端部に開先6が形成さ
れ、裏面に裏当材5が前述の手段により圧接されてい
る。
【0024】開先6は、狭開先で、例えば、管径900
Aで開先幅は5.5mm、ルートギャップはゼロを標準
とし、熱変形等で最大2mm程度となる。開先底部は7
5〜120°のV型である。
【0025】図3は、本発明の溶接手順を固定管1、2
の円周方向に図示した説明図である。
【0026】図3において、0時を境にして右側が固定
管1、2の右半周方向を示し、左側が固定管1、2の左
半周方向を示している。
【0027】まず、固定管1、2の右半周溶接について
は、0時より前方の0時3分位置(A点)に溶接トーチ
3を配置してアークを点弧する。
【0028】そして、溶接トーチ3を0時直近のB点ま
で高速度で後退させることで予備溶接を行う。溶接電流
は、本溶接の溶接電流が例えば180Aとすれば、4割
増し程度の250Aが望ましい。溶接速度は、本溶接速
度が40cm/分であれば3倍の120cm/分の高速
が望ましく、その場合、後退時間は0.2秒程度にな
る。
【0029】B点に溶接トーチ3を後退させたら直ちに
反転しそのままの溶接電流値および溶接速度でC点(0
時6分)まで前進する。従って、当該前進時間は0.4
秒程度になる。
【0030】そして、C点(B点から6mm)からD点
(B点から8mm)の間は0.2〜0.5秒程度の時間
で、正規の本溶接条件、例えば、溶接電流180A,溶
接速度40cm/分に除々に移行する。
【0031】また、溶接アークの回転は、E点(B点か
ら9mm)からF点(B点から30mm)の間で徐々に
回転数を高め、F点で正規の回転速度、例えば50Hz
になるようにする。
【0032】この後、F点から6時位置まで、正規の溶
接条件にて右半周の本溶接を実施する。
【0033】次に、固定管1、2の左半周の溶接につい
て説明する。図3により説明すれば、固定管1、2の左
半周溶接については、0時より左方の11時57分位置
(a点)に溶接トーチ4を配置してアークを点弧する。
【0034】そして、溶接トーチ4を0時直近のb点ま
で高速度で後退させることで予備溶接を行う。溶接電流
は、前述の右半周溶接と同様、本溶接の溶接電流が例え
ば180Aとすれば、4割増し程度の250Aが望まし
い。溶接速度は、本溶接速度が40cm/分であれば3
倍の120cm/分の高速が望ましく、その場合、後退
時間は0.2秒程度になる。
【0035】b点に溶接トーチ3を後退させたら0.2
秒程度移動を停止した後に反転しそのままの溶接電流値
および溶接速度でc点(0時6分)まで前進する。当該
0.2秒の溶接トーチ4の停止により、先行の溶接ビー
ドの再溶融が加速され、溶接ビード始端部の継ぎが良好
に行われる。
【0036】そして、c点(b点から6mm)からd点
(b点から8mm)の間は0.2〜0.5秒程度の時間
で、正規の本溶接条件、例えば、溶接電流180A,溶
接速度40cm/分に除々に移行する。
【0037】また、溶接アークの回転は、e点(b点か
ら9mm)からf点(b点から30mm)の間で徐々に
回転数を高め、f点で正規の回転速度、例えば50Hz
になるようにする。
【0038】この後、f点から6時位置まで、正規の溶
接条件にて左半周の本溶接を実施する。
【0039】図4は、図3の円周方向位置における溶接
電流を図示したもので、溶接アーク点弧から正規の本溶
接に移行するまでの溶接電流の変化を表している。
【0040】なお、上記に示した溶接電流値等の溶接条
件は、狭開先の形状、管厚により、適切に選択すればよ
い。
【0041】また、上記では、右半周と左半周で別々の
溶接トーチを用いて行ったが、右半周の溶接で用いた溶
接トーチをそのまま用いて左半周の溶接を行う場合で
も、上記と同様の手順で実施すればよい。
【0042】
【発明の効果】以上のとおり、本発明では、固定管の突
合せ片面溶接の左右振り分け溶接において、溶接開始部
近傍で溶接アークを往復動させることにより、溶接開始
部の開先底部の充分な溶融がなされ、溶接開始部の裏ビ
ードの形成および溶接ビード始端部の継ぎが良好になさ
れる。
【0043】そして、狭開先の穴明け加工、複雑な溶接
シーケンス等の煩雑な工程を経ることなく、標準ルート
ギャップがゼロの回転アーク溶接法にて固定管の片面突
合せ溶接がなされるので、溶接作業の高能率化、溶接品
質の向上およびコストダウンに大きな効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の固定管の片面突合せ溶接方法の実施例
を示す図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】本発明の溶接手順を固定管の円周方向に図示し
た説明図である。
【図4】本発明における円周方向位置と溶接電流の関係
を示した図である。
【符号の説明】
1 固定管 2 固定管 3 溶接トーチ 4 溶接トーチ 5 裏当材 6 狭開先
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−156580(JP,A) 特開 昭58−38668(JP,A) 特開 昭57−118885(JP,A) 特開 昭61−222679(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 9/028 B23K 9/00 B23K 9/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転アーク溶接法にて左右振り分け溶接を
    する固定管の片面突合せ溶接において、いずれかの先行
    する半周側の溶接の開始にあたり、溶接トーチを本来の
    溶接開始位置から溶接進行方向に寄った位置に配置し、
    その位置にて溶接アークを点弧した後、該溶接トーチを
    本来の溶接開始位置まで移動し、その後、溶接トーチを
    本来の溶接進行方向に向かわせて回転アーク溶接法にて
    当該半周側の溶接を行うとともに、後行の半周側の溶接
    の開始にあたり、溶接トーチを本来の溶接開始位置から
    溶接進行方向に寄った位置に配置し、その位置にて溶接
    アークを点弧した後、該溶接トーチを本来の溶接開始位
    置まで移動し、その後、溶接トーチを本来の溶接進行方
    向に向かわせて回転アーク溶接法にて当該半周側の溶接
    を行うことを特徴とする固定管の片面突合せ溶接方法。
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