JP6600949B2 - ガスシールドアーク溶接方法 - Google Patents
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Description
(1)ガスシールドアーク溶接方法であって、電極と被溶接部材との間にアークを発生させるアーク溶接トーチが、前記電極を囲繞するノズルと、当該電極とノズルの間に形成されたシールドガスの通路とを有し、前記ノズルが、前記電極の軸方向に沿って、第1筒状部、シールドガスの流れ方向の下流に向かって広がり角を有するディフューザ部、及び、第2筒状部で構成され、ディフューザ部の一端は第1筒状部のシールドガスの流れ方向の下流の端部とつながっており、他端は第2筒状部とつながっており、当該溶接トーチを用い、前記電極の先端が、前記第2筒状部の開放端より内側に位置し、前記第2筒状部の開放端と前記被溶接部材との間に隙間を有するようにして溶接することを特徴とするガスシールドアーク溶接方法。
(2)前記電極の先端を、前記ノズルのディフューザ部と第2筒状部との境界部より第2筒状部の開放端側に1mm以下の範囲に配置することを特徴とする(1)に記載のガスシールドアーク溶接方法。
(3)
前記アーク溶接トーチが、前記ノズルを囲繞する外側ノズルと、当該ノズルと外側ノズルの間に外側シールドガスの通路とを有することを特徴とする前記(1)又は(2)に記載のガスシールドアーク溶接方法。
(4)前記外側ノズルが、前記電極の軸方向に沿って、第1外側筒状部及び拡径部、又は、第1外側筒状部、拡径部及び第2外側筒状部で構成されることを特徴とする前記(3)に記載のガスシールドアーク溶接方法。
(5)前記ノズルのディフューザ部の広がり角が60°以下であることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載のガスシールドアーク溶接方法。
(6)前記電極が溶接ワイヤであり、その先端の位置を、ディフューザ部と第2筒状部との境界より、第2筒状部の開放端側に配置することを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれかに記載のガスシールドアーク溶接方法。
本発明のアーク溶接トーチは、電極、電極を囲繞するノズル、及び、電極とノズルの間にシールドガスの通路を有し、ノズルが、電極の軸方向に沿って、第1筒状部、ディフューザ部及び第2筒状部で構成されるものである。そして、本発明のアーク溶接トーチを用いて、隅肉溶接を行うことで、溶融池の溶融幅を広くすることができ、溶接ビードの止端部を滑らかな形状とすることができるため、溶接継手の疲労強度を向上させることができる。
本発明のアーク溶接トーチは、消耗式及び非消耗式のガスシールドアーク溶接に適用できる。消耗式のガスシールドアーク溶接において、電極は、ソリッドワイヤ、フラックス入りワイヤなどを用いることができる。フラックス入りワイヤとしては、鋼製外皮内にフラックスを充填したもので、エッジ面を突合せて溶接して作った、外皮に隙間のないフラックス入りワイヤ、エッジ面を突合せて作った、外皮に隙間のあるフラックス入りワイヤ、及び、エッジ面をかしめて作った、外皮に隙間のあるフラックス入りワイヤを用いることができる。また、ソリッドワイヤとしては、めっき無し及び銅めっき有りのソリッドワイヤを用いることができる。
ノズルは、第1筒状部、ディフューザ部及び第2筒状部で構成され、電極の軸の方向に、この順で形成されるものである。ノズルは、第1筒状部、ディフューザ部及び第2筒状部の一体ものとしてもよいし、第1筒状部、ディフューザ部及び第2筒状部を接続して形成される組みものとしてもよい。また、ノズルの材質は、特に限定されるものでなく、消耗式のガスシールドアーク溶接では、CrめっきされたCuが例示され、非消耗式のガスシールドアーク溶接では、アルミナなどのセラミックが例示され、第1筒状部、ディフューザ部及び第2筒状部の材質を、すべて同一としても、それぞれ異ならせてもよい。
第1筒状部は、ディフューザ部とつながるノズルの構成要素である。第1筒状部の内面とワイヤガイド筒又はタングステン電極の外面との間には、シールドガスの通路となるように、所定間隔の隙間が形成されている。第1筒状部の内径は、特に限定されず、電極、シールドガスの流量などに応じて設定すればよく、16mmが例示される。また、第1筒状部は、ディフューザ部で拡径による圧力増加の効果を得るために、ディフューザ部との境界に向かい拡径しない、電極の軸と略平行な内面を有するものとすることが好ましい。
ディフューザ部は、第1筒状部及び第2筒状部とつながるノズルの構成要素である。ディフューザ部は、第1筒状部のシールドガスの流れ方向の下流の端部とつながるものである。ディフューザ部は、第1筒状部との境界からシールドガスの流れ方向の下流に向かって、拡径するものである。図1に示すように、ディフューザ部は、拡径の広がり角を有し、アーク圧力を増加させるために、広がり角の上限が60°が好ましく、20°がさらに好ましい。また、ディフューザ部の高さD1(ディフューザ部の第1筒状部との境界と、第2筒状部との境界の間の距離)は、10〜20mmとすることができる。
第2筒状部は、ディフューザ部とつながるノズルの構成要素である。第2筒状部は、ディフューザ部のシールドガスの流れ方向の下流の端部とつながるものである。第2筒状部は、第1筒状部の内面と略平行の内面を有し、第2筒状部の内径は、第1筒状部の内径より大きいものである。第2筒状部の内径は、特に限定されるものでなく、ディフューザ部の端部の内径に応じて決まるものである。第2筒状部の高さD2(第2筒状部のディフューザ部との境界と、第2筒状部の開放端部の間の距離)は、5〜15mmとすることができる。
外側第1筒状部22の内面と内側の第1筒状部5の外面との間には、外側シールドガス21の通路となるように、所定間隔の隙間が形成されている。外側第1筒状部22の内面と内側の第1筒状部5の外面は、略平行とすることができる。外側第1筒状部22の内径は、特に限定されず、内側の第1筒状部5の外径、外側シールドガス21の流量などに応じて設定することができる。
外側第1筒状部32、外側拡径部33及び外側第2筒状部34の内面と、内側の第1筒状部5、ディフューザ部6及び第2筒状部7の外面との間には、外側シールドガス21の通路となるように、所定間隔の隙間が形成されている。外側第1筒状部32、外側拡径部33及び外側第2筒状部34の内面と、内側の第1筒状部5、ディフューザ部6及び第2筒状部7の外面は、略平行とすることができる。外側第1筒状部32、外側拡径部33及び外側第2筒状部34の内径は、特に限定されず、内側の第1筒状部5、ディフューザ部6及び第2筒状部7の外形、外側シールドガス31の流量などに応じて設定することができる。
また、外側拡径部33及び外側第2筒状部34の形状(広がり角、高さ)は、特に限定されるものでなく、シールド性が向上するように調整するものである。
本発明のアーク溶接トーチを用いたガスシールドアーク溶接の方法は、特に限定されず、通常用いられる方法を採用することができ、電流、電圧などの溶接条件についても通常用いられている条件で良い。シールドガスは、Arガス、CO2ガス、及びそれらの混合ガスなどとすることができる。また、ノズルを囲繞する外側ノズルを有するアーク溶接トーチを用いて溶接をする場合、溶融池の外側向き流れの形成と、シールド性を両立させるため、外側シールドガスの流量を、内側シールドガスの流量と同じか、低くすることが好ましい。また、内側シールドガスの流量としては、10〜30L/minが例示される。
2 溶接ワイヤ
3 ワイヤガイド筒
4 シールドガス
5 第1筒状部
6 ディフューザ部
7 第2筒状部
8 電極の軸
9 広がり角
10 鋼板
11 鋼板
12 溶接ビード
13 アーク柱
14 アーク圧力増加部
15 プラズマ気流
16 被溶接部材
17 溶融池
18 湯流れ方向
20 アーク溶接トーチ
21 シールドガス
22 外側第1筒状部
23 外側拡径部
30 アーク溶接トーチ
31 シールドガス
32 外側第1筒状部
33 外側拡径部
34 外側第2筒状部
D1 ディフューザ部の高さ
D2 第2筒状部の高さ
Claims (6)
- ガスシールドアーク溶接方法であって、電極と被溶接部材との間にアークを発生させるアーク溶接トーチが、前記電極を囲繞するノズルと、当該電極とノズルの間に形成されたシールドガスの通路とを有し、前記ノズルが、前記電極の軸方向に沿って、第1筒状部、シールドガスの流れ方向の下流に向かって広がり角を有するディフューザ部、及び、第2筒状部で構成され、ディフューザ部の一端は第1筒状部のシールドガスの流れ方向の下流の端部とつながっており、他端は第2筒状部とつながっており、当該溶接トーチを用い、前記電極の先端が、前記第2筒状部の開放端より内側に位置し、前記第2筒状部の開放端と前記被溶接部材との間に隙間を有するようにして溶接することを特徴とするガスシールドアーク溶接方法。
- 前記電極の先端を、前記ノズルのディフューザ部と第2筒状部との境界部より第2筒状部の開放端側に1mm以下の範囲に配置することを特徴とする請求項1に記載のガスシールドアーク溶接方法。
- 前記アーク溶接トーチが、前記ノズルを囲繞する外側ノズルと、当該ノズルと外側ノズルの間に外側シールドガスの通路とを有することを特徴とする請求項1又は2に記載のガスシールドアーク溶接方法。
- 前記外側ノズルが、前記電極の軸方向に沿って、第1外側筒状部及び拡径部、又は、第1外側筒状部、拡径部及び第2外側筒状部で構成されることを特徴とする請求項3に記載のガスシールドアーク溶接方法。
- 前記ノズルのディフューザ部の広がり角が60°以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のガスシールドアーク溶接方法。
- 前記電極が溶接ワイヤであり、その先端の位置を、ディフューザ部と第2筒状部との境界より、第2筒状部の開放端側に配置することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のガスシールドアーク溶接方法。
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JP2015027983A JP6600949B2 (ja) | 2015-02-16 | 2015-02-16 | ガスシールドアーク溶接方法 |
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2015
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