JP3590501B2 - 開先用の高精度溶接方法 - Google Patents
開先用の高精度溶接方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3590501B2 JP3590501B2 JP09277297A JP9277297A JP3590501B2 JP 3590501 B2 JP3590501 B2 JP 3590501B2 JP 09277297 A JP09277297 A JP 09277297A JP 9277297 A JP9277297 A JP 9277297A JP 3590501 B2 JP3590501 B2 JP 3590501B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- groove
- arc
- welding
- welding method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/346—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding
- B23K26/348—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding in combination with arc heating, e.g. TIG [tungsten inert gas], MIG [metal inert gas] or plasma welding
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
造管、造船、建築における開先溶接の高精度化に関する。
【0002】
【従来の技術】
造管、造船、あるいは建築物の開先部をMAG溶接することがある。この時の開先角度は60゜程度である。これまでは鋼材部のアーク発生点(陰極点)が必
ずしも、開先部の底にならず、開先部の底にアークが到達できず、融合不良になることがある。この課題を解決するため、例えば、MAGトーチやワイヤを振動させる技術が開発されている。また、MAG溶接時のシールドガスを不活性ガスに変えたMIG溶接の場合について、四国工業技術試験所報告第15巻第4号1984年において、1〜5kWの高出力のレーザーで開先の底を溶融させ、これとMIGのワイヤからの溶融金属を融合させる技術も開発されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
トーチを振動させる場合には、ワイヤのぶれが、また、ワイヤを振動させる場合にはワイヤのねじれが発生し、必ずしも有効な対策ではない。
また、レーザーを用いる手法では、レーザーによってキーホールを形成し、この底に、ワイヤ先端を延長した点がある。従って、キーホール形成するに必要な高出力のレーザーが必要である。また、このため、溶接部にはレーザー溶接特有の急冷凝固組織が形成され、レーザー照射による熱影響が大きく、靱性などに課題が残る。さらにここではMIG溶接が用いられているため、活性ガスをシールドに用い、アークの指向性がMIGよりも強く、MAG溶接に対する上記技術の適用可否については知られていない。
本発明では、こうした課題を解決するため、小出力のレーザーでMAG溶接時の開先内でのアークの発生点を制御する技術を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨とするところは、
(1)鋼材の開先をMAG溶接する際、レーザーをMAGアークに先行して照射して、鋼材表面を加熱あるいはレーザー誘起プラズマを発生させ、この照射部にアークの陰極点を誘導することを特徴とする開先用の高精度溶接方法にある。
【0005】
(2)また、レーザーの平均出力が50W以上500W以下、ピーク出力が200W以上10kW以下のパルスレーザー発振またはQスイッチ発振レーザーを照射することを特徴とする前記1に記載したの開先用の高精度溶接方法にある。
(3)また、レーザー照射する位置が、開先底部であることとする前記1〜2に記載したの開先用の高精度溶接方法にある。
(4)また、レーザー照射する位置が、開先底部から2mm以内の開先の傾斜面であることを特徴とする前記1〜3記載の開先用の高精度溶接方法にある。
(5)そして、レーザー照射する位置をオシレートし、アークの陰極をこの照射位置に併せて動かすこと特徴とする前記1〜4に記載したの開先用の高精度溶接方法ある。
【0006】
【発明の実施の形態】
図1に本発明の概略図を示す。MAG溶接トーチ1を用いて、溶接ワイヤ2を溶接する際、ワイヤの先端3を鋼材4方向に延長した鋼材の表面5部にレーザー6を照射する。この時のレーザーの発振形態は図2、あるいは図3のようなパルス発振、あるいはQスイッチ発振を用いる。
【0007】
レーザーの平均出力とパルスのピーク出力は、アークの発生を誘導するためにそれぞれ50W、200W以上必要である。また、レーザーの平均出力やパルスピーク出力がそれぞれ500W、10kWを越えると溶接部の靭性が低下するため、それぞれ500W、10kW以下にする。
【0008】
アークの発生を誘導できる範囲について図4および図5に示す。溶接の進行方向の後方から見た図を図4に示す。MAGトーチ1からでたワイヤ2を延長し、開先の底とぶつかった点を7とし、その7から開先傾斜面にそって、表面に向かった距離を8と定義する。また、溶接の進行方向の横方向から見た図を図5に示す。レーザー6を照射した開先部を9、MAGのワイヤを延長した点を7とし、レーザーの照射部がアークに先行する距離を10と定義する。
【0009】
最も効率的にアークを誘導するためには8および10がゼロの時である。一方、誘導できる限界という観点からは、開先底部から2mm以上離れた箇所からアークが発生すると溶接部に融合不良が生じやすい。また、レーザーで誘導できるレーザー照射部とアークの発生点との距離の限界が2mmであるため、レーザー照射位置は、8および10は2mm以内にする必要がある。
【0010】
開先内部でレーザーでアークを誘導する際、図4、図5の範囲で図6のようにレーザーする。レーザーのトーチを溶接進行方向と垂直方向11、あるいは平行方向12にオシレートすることにより、レーザー照射の位置もそれぞれ13、14方向に動き、その結果、アークの発生点もこの13や14にそって動く。溶接部のブローホール低減には垂直、平行方向を併せることが望ましい。このレーザー照射のオシレートに併せて、アークの発生点も動く。特に、オシレートすることによって、溶融金属の温度分布や溶融部の形状が均一になる。溶着金属の表面形状や溶込形状を良好にするために、レーザー照射をオシレートすることが必要である。
【0011】
【実施例】
実施例1
表1に本発明による開先溶接時の融合不良ならびに熱影響に効果をしめす。このように本発明の技術により、融合不良が解消した。
【0012】
【表1】
【0013】
実施例2
表2に本発明によるレーザー照射条件を変えた場合の開先溶接時の融合不良ならびに熱影響に効果をしめす。このように本発明の技術により、融合不良と熱影響問題を同時に解決できた。
【0014】
【表2】
【0015】
実施例3
表3にレーザー照射位置を変え、本発明の効果がある範囲を示す。MAG条件は250A、28V、レーザー照射条件は平均出力200W、ピーク出力は5kWで、溶接速度は全て25cm/min、鋼材は高張力鋼80、溶接材料の直径1.2mmである。このように本発明の技術ではレーザー照射位置はアークの狙い位置に対して0〜2mmの範囲で効果がある。
【0016】
【表3】
【0017】
実施例4
レーザーのオシレートの有無の開先内のビード形状形態への効果を表4に示す。MAG条件は250A、28V、レーザー照射条件は平均出力200W、ピーク出力は5kW、レーザーの照射位置はワイヤ延長した開先底部(図4、図5において(8)=0、(10)=0)、溶接速度は全て25cm/min、鋼材は高張力鋼80、溶接材料の直径1.2mmである。オシレートすることにより、ビード形状が平滑になる。
【0018】
【表4】
【0019】
【発明の効果】
本発明により造管、造船、建築物の狭開先溶接において、融合不良の少ない、そしてレーザー溶接単独よりも廉価で熱影響(靱性)の問題が少ない溶接技術が
完成した。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の概略図
【図2】パルス発振の出力を示すグラフ
【図3】Qスイッチ発振の出力を示すグラフ
【図4】アーク発生を誘導できる範囲を示す図
【図5】アーク発生を誘導できる範囲を示す図
【図6】レーザー照射のオシレートを説明する図
Claims (5)
- 鋼材の開先をMAG溶接する際、レーザーをMAGアークに先行して照射して、鋼材表面を加熱あるいはレーザー誘起プラズマを発生させ、この照射部にアークの陰極点を誘導することを特徴とする開先用の高精度溶接方法。
- レーザーの平均出力が50W以上500W以下、ピーク出力が200W以上10kW以下のパルスレーザー発振またはQスイッチ発振レーザーを照射することを特徴とする請求項1記載の開先用の高精度溶接方法。
- レーザー照射する位置が、開先底部であることを特徴とする請求項1〜2記載の開先用の高精度溶接方法。
- レーザー照射する位置が、開先底部から2mm以内の開先の傾斜面であることを特徴とする請求項1〜3記載の開先用の高精度溶接方法。
- レーザー照射する位置をオシレートし、アークの陰極をこの照射位置に併せて動かすこと特徴とする請求項1〜4記載の開先用の高精度溶接方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09277297A JP3590501B2 (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 開先用の高精度溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09277297A JP3590501B2 (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 開先用の高精度溶接方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10272577A JPH10272577A (ja) | 1998-10-13 |
JP3590501B2 true JP3590501B2 (ja) | 2004-11-17 |
Family
ID=14063721
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09277297A Expired - Fee Related JP3590501B2 (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 開先用の高精度溶接方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3590501B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1136167B1 (en) * | 1999-03-16 | 2004-09-01 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Method for guiding arc by laser, and arc guiding welding and device by the method |
AT4738U1 (de) * | 2000-10-02 | 2001-11-26 | Inocon Technologie Gmbh | Schweissverfahren |
AT413667B (de) * | 2004-05-10 | 2006-04-15 | Fronius Int Gmbh | Schweissverfahren und laser-hybrid-schweissbrenner |
CN104551406B (zh) * | 2014-12-23 | 2016-08-24 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 轨道车辆侧梁增强活性激光mag复合焊接方法 |
CN105108341A (zh) * | 2015-10-09 | 2015-12-02 | 哈尔滨工业大学 | 一种中厚超高强钢板激光-mag焊接方法 |
CN109226968A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-01-18 | 渤海造船厂集团有限公司 | 一种板材双面窄间隙扫描振镜激光-mag复合焊接的方法 |
CN115007981A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-09-06 | 国家石油天然气管网集团有限公司 | 一种窄坡口低应力的厚壁管道对焊方法 |
-
1997
- 1997-03-28 JP JP09277297A patent/JP3590501B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10272577A (ja) | 1998-10-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9782850B2 (en) | Method and system to start and use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding | |
EP2744619B1 (en) | Method to start and use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding | |
US9718147B2 (en) | Method and system to start and use combination filler wire feed and high intensity energy source for root pass welding of the inner diameter of clad pipe | |
US6469277B1 (en) | Method and apparatus for hybrid welding under shielding gas | |
KR101420950B1 (ko) | 용접 방법 및 용접 장치 | |
KR102093528B1 (ko) | 용접을 위해 필러 와이어 공급과 아크 생성 소스를 결합해서 시작하고 사용하기 위한 방법 및 시스템 | |
US20040188395A1 (en) | Laser-hybrid welding with beam oscillation | |
JP2003088968A (ja) | ワークの溶接方法 | |
US20130092667A1 (en) | Method and System to Start and Use Combination Filler Wire Feed and High Intensity Energy Source for Welding | |
US20130327749A1 (en) | Method and system to start and use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding aluminum to steel | |
JP2006224130A (ja) | レーザとマグアークによる複合溶接方法 | |
JP2005527383A (ja) | ビームオシレーションによるレーザー溶接 | |
JPH09201687A (ja) | 狭開先レーザ溶接方法 | |
WO2014087227A1 (en) | Method and system to start and use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding | |
JP3590501B2 (ja) | 開先用の高精度溶接方法 | |
JP4848921B2 (ja) | 複合溶接方法と複合溶接装置 | |
JP4026452B2 (ja) | レーザとアークの複合溶接方法およびそれに用いる溶接継手の開先形状 | |
JP2004209536A (ja) | レーザ溶接方法 | |
JP2002144064A (ja) | 金属部材の溶接方法及び装置 | |
JP2001205465A (ja) | レーザ−アーク複合溶接方法および溶接装置 | |
JP3867164B2 (ja) | 溶接方法 | |
JPH07246484A (ja) | レーザ溶接方法 | |
JP2004195528A (ja) | マグネシウム又はマグネシウム合金のレーザ照射アーク溶接方法 | |
SU1579682A1 (ru) | Способ сварки концентрированным источником нагрева | |
JPH10272578A (ja) | パルスレーザー先導のアーク溶接方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040615 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040810 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040820 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080827 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090827 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090827 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100827 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |