JP6637272B2 - Welding method - Google Patents

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Description

本発明は溶接方法に関するものである。   The present invention relates to a welding method.

一対の母材の端面同士が対向するように配置された状態で端面同士が接合されるように溶接される突合せ溶接においては、溶接による溶融領域が母材を厚み方向に貫通するように形成されることで(貫通溶接)、溶接の作業効率を向上させることができる。貫通溶接の達成には、サブマージアーク溶接の採用が有効である。サブマージアーク溶接を採用した突合せ溶接において、溶接部の品質向上等を達成するための方策が提案されている(たとえば、特許文献1および2参照)。   In butt welding in which end surfaces of a pair of base materials are welded so that the end surfaces are joined in a state where the end surfaces are opposed to each other, a molten region formed by welding is formed so as to penetrate the base material in the thickness direction. By doing so (penetration welding), the working efficiency of welding can be improved. The use of submerged arc welding is effective for achieving penetration welding. In butt welding employing submerged arc welding, measures have been proposed for achieving improvement in the quality of a welded portion (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開2010−221298号公報JP 2010-222298 A 特開2007−260692号公報JP 2007-260692 A

しかし、サブマージアーク溶接においては、粒状のフラックスを溶接部に供給する必要がある。そのため、サブマージアーク溶接においては、溶接の姿勢が制限される。また、サブマージアーク溶接においては、溶接装置が大型化する傾向にある。   However, in submerged arc welding, it is necessary to supply a granular flux to the weld. Therefore, in submerged arc welding, the welding position is limited. In submerged arc welding, the size of a welding apparatus tends to be large.

サブマージアーク溶接は、貫通溶接の達成が容易である反面、上記のようなデメリットも存在する。そこで、本発明は、GMA(Gas Metal Arc)溶接によって突合せ溶接における貫通溶接を達成することにより、溶接の作業効率向上を可能とする溶接方法を提供することを目的とする。   Although submerged arc welding makes it easy to achieve penetration welding, it also has the disadvantages described above. Therefore, an object of the present invention is to provide a welding method that can improve welding work efficiency by achieving penetration welding in butt welding by GMA (Gas Metal Arc) welding.

本発明に従った溶接方法は、第1母材および第2母材を準備する工程と、第1母材の第1端面と第2母材の第2端面とが対向するように、第1母材および第2母材を配置する工程と、第1端面と第2端面とが接合されるように第1母材と第2母材とを溶接する工程と、を備える。第1母材と第2母材とを溶接する工程では、溶接ワイヤと第1母材および第2母材との間にアークが形成され、アークの熱により第1母材および第2母材に溶融領域が形成されることで第1母材と第2母材とが溶接される。第1母材と第2母材とを溶接する工程では、溶接ワイヤが溶融領域に取り囲まれる領域にまで侵入した状態でアークが形成されることで、溶融領域が第1母材および第2母材を厚み方向に貫通するように形成される。   A welding method according to the present invention includes a step of preparing a first base material and a second base material, and a step of preparing a first base material and a second base material such that the first end surface of the first base material and the second end surface of the second base material face each other. A step of disposing the base material and the second base material; and a step of welding the first base material and the second base material such that the first end face and the second end face are joined. In the step of welding the first base material and the second base material, an arc is formed between the welding wire and the first base material and the second base material, and the first base material and the second base material are formed by the heat of the arc. The first base material and the second base material are welded by forming a molten region in the first base material. In the step of welding the first base material and the second base material, an arc is formed in a state where the welding wire has penetrated to the region surrounded by the melting region, so that the melting region is formed by the first base material and the second base material. It is formed so as to penetrate the material in the thickness direction.

本発明者らは、GMA溶接により貫通溶接を達成する方策について検討を行った。その結果、溶接ワイヤが溶融領域に取り囲まれる領域にまで侵入した状態でアークが形成される状態(埋もれアーク状態)を維持しつつ溶接を実施することにより、貫通溶接を達成可能であることを見出した。   The present inventors have studied a measure for achieving penetration welding by GMA welding. As a result, it has been found that through welding can be achieved by performing welding while maintaining a state in which an arc is formed in a state where a welding wire has penetrated into a region surrounded by a melting region (a buried arc state). Was.

本発明の溶接方法においては、溶接ワイヤが溶融領域に取り囲まれる領域にまで侵入した状態でアークが形成されることで、溶融領域が第1母材および第2母材を厚み方向に貫通するように形成される。そのため、本発明の溶接方法によれば、GMA溶接によって突合せ溶接における貫通溶接を達成することにより、溶接の作業効率を向上させることができる。   In the welding method of the present invention, an arc is formed in a state where the welding wire has penetrated to the region surrounded by the melting region, so that the melting region penetrates the first base material and the second base material in the thickness direction. Formed. Therefore, according to the welding method of the present invention, it is possible to improve the welding work efficiency by achieving penetration welding in butt welding by GMA welding.

上記溶接方法においては、第1母材と第2母材とを溶接する工程において、溶接ワイヤの送給速度は30m/min以上であってもよい。このようにすることにより、埋もれアーク状態を維持することが容易となる。なお、溶接ワイヤの送給速度が60m/minを超えると、溶摘の移行状態がローテーティング移行となるおそれがある。その結果、溶け込みが浅くなり、貫通溶接の達成が難しくなるおそれがある。そのため、溶接ワイヤの送給速度は60m/min以下としてもよい。また、溶け込みが浅くなることをより確実に回避する観点から、溶接ワイヤの送給速度は50m/min以下としてもよい。   In the above welding method, in the step of welding the first base material and the second base material, the feeding speed of the welding wire may be 30 m / min or more. By doing so, it becomes easy to maintain the buried arc state. In addition, when the feeding speed of the welding wire exceeds 60 m / min, the transition state of the lysing may be a rotation transition. As a result, the penetration becomes shallow, and it may be difficult to achieve penetration welding. Therefore, the feeding speed of the welding wire may be set to 60 m / min or less. From the viewpoint of more reliably avoiding shallow penetration, the feed speed of the welding wire may be set to 50 m / min or less.

上記溶接方法において、第1母材および第2母材を準備する工程では、厚みが10mm以上30mm以下の第1母材および第2母材が準備されてもよい。GMA溶接による貫通溶接の達成は、厚み10mm以上の母材において、作業効率向上の観点から特に有効である。一方、母材の厚みが30mmを超えると、貫通溶接の達成が難しくなるおそれがある。そのため、第1母材および第2母材の厚みは10mm以上30mm以下とされてもよい。   In the above welding method, in the step of preparing the first base material and the second base material, the first base material and the second base material having a thickness of 10 mm or more and 30 mm or less may be prepared. Achieving penetration welding by GMA welding is particularly effective for a base material having a thickness of 10 mm or more from the viewpoint of improving work efficiency. On the other hand, if the thickness of the base material exceeds 30 mm, it may be difficult to achieve penetration welding. Therefore, the thickness of the first base material and the second base material may be 10 mm or more and 30 mm or less.

上記溶接方法において、第1母材と第2母材とを溶接する工程では、開先の形成されていない第1母材と第2母材とが溶接されてもよい。   In the above welding method, in the step of welding the first base material and the second base material, the first base material and the second base material having no groove may be welded.

本発明の溶接方法によれば、開先の形成されていない母材の溶接も可能である。開先が形成された場合、溶接時に開先が形成された領域を充填する必要がある。そのため、たとえば溶接部に供給される溶加材の量が増える等の理由により母材の歪みが大きくなるおそれがある。本発明の溶接方法により開先の形成されていない母材を溶接することにより、このような問題の発生を抑制することができる。   According to the welding method of the present invention, it is possible to weld a base material having no groove. When a groove is formed, it is necessary to fill an area where the groove is formed during welding. Therefore, there is a possibility that the distortion of the base material may increase due to, for example, an increase in the amount of the filler material supplied to the welded portion. By welding the base material having no groove formed by the welding method of the present invention, the occurrence of such a problem can be suppressed.

上記溶接方法において、第1母材と第2母材とを溶接する工程では、100Aの電流増加に対する電圧低下が10V以上40V以下の状態で第1母材と第2母材とが溶接されてもよい。   In the above welding method, in the step of welding the first base material and the second base material, the first base material and the second base material are welded in a state where a voltage drop with respect to a current increase of 100 A is 10 V or more and 40 V or less. Is also good.

溶接時において電源の外部特性(出力特性)をこのように設定することにより、埋もれアーク状態を維持することが容易となる。これは、以下のような理由によるものと考えられる。上記電圧低下が10V未満の場合、外乱要因によるアーク長の変動に対して電圧の変動が小さく、電流が大きく変動する。その結果、溶融領域が大きく搖動して、埋もれアークの状態を維持することが難しくなる。上記電圧低下を10V以上とすることにより、溶融領域の搖動が抑制され、埋もれアーク状態を維持することが容易となる。   By setting the external characteristics (output characteristics) of the power supply during welding in this way, it is easy to maintain the buried arc state. This is considered to be due to the following reasons. When the voltage drop is less than 10 V, the fluctuation in voltage is small with respect to the fluctuation in arc length due to a disturbance factor, and the current largely fluctuates. As a result, the molten region swings greatly, and it becomes difficult to maintain the state of the buried arc. By setting the voltage drop to 10 V or more, the swing of the melting region is suppressed, and the buried arc state can be easily maintained.

また、外乱要因によってアーク長が短くなった場合、電流値が増加して溶接ワイヤの溶融速度が増大し、アーク長が長くなる。一方、外乱要因によってアーク長が長くなった場合、電流値が減少して溶接ワイヤの溶融速度が低下し、アーク長が短くなる(アーク長の自己制御作用)。上記電圧低下が40Vを超える場合、外乱要因によるアーク長の変動に対して電流の変動が小さいため、上記アーク長の自己制御作用が小さくなる。その結果、埋もれアークの状態を維持することが難しくなる。上記電圧低下を40V以下とすることにより、上記アーク長の自己制御作用が維持され、埋もれアーク状態を維持することが容易となる。   When the arc length is shortened due to a disturbance factor, the current value increases, the melting speed of the welding wire increases, and the arc length increases. On the other hand, when the arc length increases due to a disturbance factor, the current value decreases, the melting speed of the welding wire decreases, and the arc length shortens (self-control action of the arc length). When the voltage drop exceeds 40 V, the current fluctuation is small with respect to the fluctuation of the arc length due to a disturbance factor, so that the self-control of the arc length is reduced. As a result, it is difficult to maintain the state of the buried arc. By setting the voltage drop to 40 V or less, the self-control of the arc length is maintained, and the buried arc state can be easily maintained.

上記溶接方法において、上記電圧低下は15V以上であってもよい。このようにすることにより、溶融領域の搖動がより抑制され、埋もれアーク状態を維持することが一層容易となる。   In the above welding method, the voltage drop may be 15 V or more. By doing so, the swing of the molten region is further suppressed, and it becomes easier to maintain the buried arc state.

上記溶接方法において、上記電圧低下は25V以下であってもよい。このようにすることにより、アーク長の自己制御作用がより確実に維持され、埋もれアーク状態を維持することが一層容易となる。   In the above welding method, the voltage drop may be 25 V or less. By doing so, the self-control of the arc length is more reliably maintained, and it is easier to maintain the buried arc state.

上記溶接方法において、上記溶接ワイヤはソリッドワイヤであってもよい。本発明の溶接方法では、ソリッドワイヤの採用は好適である。   In the above welding method, the welding wire may be a solid wire. In the welding method of the present invention, it is preferable to use a solid wire.

上記溶接方法において、溶接ワイヤの直径は1.2mm以上1.6mm以下であってもよい。これにより、溶接時に埋もれアーク状態を維持することが容易となる。   In the above welding method, the diameter of the welding wire may be not less than 1.2 mm and not more than 1.6 mm. This makes it easier to maintain the buried arc state during welding.

以上の説明から明らかなように、本発明の溶接方法によれば、GMA溶接によって突合せ溶接における貫通溶接を達成することにより、溶接の作業効率向上を可能とする溶接方法を提供することができる。   As is clear from the above description, according to the welding method of the present invention, it is possible to provide a welding method that can improve the work efficiency of welding by achieving penetration welding in butt welding by GMA welding.

溶接の手順の概略を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline of a welding procedure. 実施の形態1における溶接方法を説明するための概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a welding method according to the first embodiment. 実施の形態1における溶接方法を説明するための概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a welding method according to the first embodiment. 実施の形態2における溶接方法を説明するための概略図である。FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a welding method according to the second embodiment. 実施の形態2における溶接方法を説明するための概略図である。FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a welding method according to the second embodiment.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding portions have the same reference characters allotted, and description thereof will not be repeated.

(実施の形態1)
まず、実施の形態1における溶接方法について説明する。図1を参照して、実施の形態1の溶接方法においては、まず工程(S10)として母材準備工程が実施される。この工程(S10)では、溶接により接合されるべき一対の母材が準備される。具体的には、図2を参照して、第1母材50および第2母材60が準備される。第1母材50および第2母材60は、たとえば軟鋼、機械構造用炭素鋼、機械構造用合金鋼などの鋼からなる鋼板である。鋼板の厚みは、たとえば10mm以上30mm以下である。
(Embodiment 1)
First, a welding method according to the first embodiment will be described. Referring to FIG. 1, in the welding method according to the first embodiment, first, a base material preparing step is performed as a step (S10). In this step (S10), a pair of base materials to be joined by welding are prepared. Specifically, referring to FIG. 2, first base material 50 and second base material 60 are prepared. The first base material 50 and the second base material 60 are steel plates made of steel such as mild steel, carbon steel for machine structure, and alloy steel for machine structure. The thickness of the steel plate is, for example, 10 mm or more and 30 mm or less.

次に、工程(S20)として母材配置工程が実施される。この工程(S20)では、図2を参照して、工程(S10)において準備された第1母材50および第2母材60が溶接装置100にセットされる。溶接装置100は、トーチ19と、電源30と、ワイヤ送給装置29とを備えている。トーチ19は、コンタクトチップ17と、コンタクトチップ17を取り囲む中空円筒形状を有するノズル18とを含む。コンタクトチップ17は、銅合金などの導電性を有する材料(金属)からなっている。コンタクトチップ17は、溶加材である溶接ワイヤ15に接触しつつ、溶接ワイヤ15を案内する。すなわち、溶接ワイヤ15とコンタクトチップ17とは電気的に接続されている。溶接ワイヤ15は、消耗電極として機能する。本実施の形態において、溶接ワイヤ15はソリッドワイヤである。溶接ワイヤ15の直径は、たとえば1.2mm以上1.6mm以下である。   Next, a base material arrangement step is performed as a step (S20). In this step (S20), referring to FIG. 2, first base material 50 and second base material 60 prepared in step (S10) are set in welding apparatus 100. The welding device 100 includes a torch 19, a power supply 30, and a wire feeding device 29. The torch 19 includes a contact tip 17 and a nozzle 18 having a hollow cylindrical shape surrounding the contact tip 17. The contact chip 17 is made of a conductive material (metal) such as a copper alloy. The contact tip 17 guides the welding wire 15 while contacting the welding wire 15 as a filler material. That is, the welding wire 15 and the contact tip 17 are electrically connected. The welding wire 15 functions as a consumable electrode. In the present embodiment, the welding wire 15 is a solid wire. The diameter of welding wire 15 is, for example, not less than 1.2 mm and not more than 1.6 mm.

ノズル18は、コンタクトチップ17との間にシールドガスを流す流路を形成する。溶接ワイヤ15は、ノズル18の中央軸を含む領域に位置する。ワイヤ送給装置29は、溶接ワイヤ15をノズル18内へと送給する。電源30は、配線34を介してコンタクトチップ17に電気的に接続されている。電源30は、配線64を介して第2母材60に電気的に接続される。   The nozzle 18 forms a flow path for flowing a shielding gas between the nozzle 18 and the contact tip 17. The welding wire 15 is located in a region including the central axis of the nozzle 18. The wire feeding device 29 feeds the welding wire 15 into the nozzle 18. The power supply 30 is electrically connected to the contact chip 17 via the wiring 34. Power supply 30 is electrically connected to second base material 60 via wiring 64.

第1母材50は、一方の主表面52と、他方の主表面53と、第1端面51とを有する。第2母材60は、一方の主表面62と、他方の主表面63と、第2端面61とを有する。第1端面51と第2端面61とが対向するように、第1母材50および第2母材60は配置される。第1端面51と第2端面61とが接触するように、第1母材50および第2母材60は配置される。第1母材50および第2母材60には開先は形成されていない。すなわち、第1端面51と第2端面61とは、厚み方向の全域にわたって平行となっている。   First base material 50 has one main surface 52, the other main surface 53, and first end surface 51. Second base material 60 has one main surface 62, the other main surface 63, and second end surface 61. First base material 50 and second base material 60 are arranged such that first end face 51 and second end face 61 face each other. First base material 50 and second base material 60 are arranged such that first end surface 51 and second end surface 61 are in contact with each other. No groove is formed in the first base material 50 and the second base material 60. That is, the first end face 51 and the second end face 61 are parallel over the entire area in the thickness direction.

次に、工程(S30)として溶接工程が実施される。この工程(S30)では、工程(S20)において配置された第1母材50と第2母材60とがGMA溶接により溶接される。具体的には、図3を参照して、ワイヤ送給装置29により溶接ワイヤ15が送給されつつ、電源30により第1母材50および第2母材60と溶接ワイヤ15との間に電圧が印加されると、溶接ワイヤ15と第1母材50および第2母材60との間にアーク11が形成される。このとき、たとえば炭酸ガス等のシールドガスがノズル18内に供給されて、コンタクトチップ17とノズル18の内周面との間の空間を流れる。そして、ノズル18の出口からシールドガスが矢印Gに沿って吐出され、アーク11と外気とが遮断される。このようにして形成されたアーク11の熱により第1母材および第2母材に溶融領域12が形成される。   Next, a welding step is performed as a step (S30). In this step (S30), the first base material 50 and the second base material 60 arranged in the step (S20) are welded by GMA welding. Specifically, referring to FIG. 3, while the welding wire 15 is fed by the wire feeding device 29, a voltage is applied between the first base material 50 and the second base material 60 and the welding wire 15 by the power source 30. Is applied, an arc 11 is formed between the welding wire 15 and the first base material 50 and the second base material 60. At this time, for example, a shielding gas such as carbon dioxide is supplied into the nozzle 18 and flows through the space between the contact tip 17 and the inner peripheral surface of the nozzle 18. Then, the shield gas is discharged from the outlet of the nozzle 18 along the arrow G, and the arc 11 and the outside air are shut off. The heat of the arc 11 thus formed forms a molten region 12 in the first base material and the second base material.

このとき、溶接ワイヤ15が溶融領域12に取り囲まれる領域にまで侵入した状態(埋もれアーク状態)でアーク11が形成されることで、溶融領域12が第1母材50および第2母材60を厚み方向に貫通するように形成される。すなわち、第1母材50の一方の主表面52および第2母材60の一方の主表面62の側から侵入した溶接ワイヤ15の先端15Aが溶融領域12に取り囲まれる領域内に位置する状態で、アーク11が形成される。溶融領域12は、第1母材50の他方の主表面53および第2母材60の他方の主表面63において露出する。   At this time, the arc 11 is formed in a state where the welding wire 15 has penetrated into the region surrounded by the melting region 12 (buried arc state), so that the melting region 12 forms the first base material 50 and the second base material 60. It is formed so as to penetrate in the thickness direction. That is, in a state where the tip 15A of the welding wire 15 that has entered from the side of the one main surface 52 of the first base material 50 and the one main surface 62 of the second base material 60 is located in the region surrounded by the melting region 12. , An arc 11 is formed. The molten region 12 is exposed on the other main surface 53 of the first base material 50 and the other main surface 63 of the second base material 60.

第1母材50および第2母材60に対してトーチ19が相対的に移動することにより、溶融領域12が形成される領域が移動する。先に形成された溶融領域12は、温度の低下に伴って凝固する。溶接されるべき領域(第1端面51と第2端面61とが対向する領域)の延在方向に沿って溶融領域12が順次形成され、形成された溶融領域12が凝固することにより、本実施の形態における第1母材50と第2母材60との溶接が完了する。   The relative movement of the torch 19 with respect to the first base material 50 and the second base material 60 moves the region where the melted region 12 is formed. The previously formed molten region 12 solidifies as the temperature decreases. The molten region 12 is sequentially formed along the extending direction of the region to be welded (the region where the first end surface 51 and the second end surface 61 face each other), and the formed molten region 12 is solidified, so that the present embodiment is performed. The welding of the first base material 50 and the second base material 60 in the embodiment is completed.

本実施の形態の溶接方法では、工程(S30)において、溶接ワイヤ15が溶融領域12に取り囲まれる領域にまで侵入した状態でアーク11が形成されることで、溶融領域12が第1母材50および第2母材60を厚み方向に貫通するように形成される。そのため、本実施の形態の溶接方法によれば、GMA溶接によって突合せ溶接における貫通溶接を達成することにより、溶接の作業効率を向上させることができる。   In the welding method according to the present embodiment, in step (S30), arc 11 is formed in a state where welding wire 15 has penetrated into a region surrounded by melting region 12, so that melting region 12 becomes first base material 50. And it is formed so as to penetrate the second base material 60 in the thickness direction. Therefore, according to the welding method of the present embodiment, it is possible to improve the welding work efficiency by achieving penetration welding in butt welding by GMA welding.

上記工程(S30)において、溶接ワイヤの送給速度は30m/min以上とすることが好ましい。これにより、埋もれアーク状態を維持することが容易となる。   In the above step (S30), the feeding speed of the welding wire is preferably set to 30 m / min or more. This makes it easier to maintain the buried arc state.

上記工程(S30)において、100Aの電流増加に対する電圧低下が10V以上40V以下の状態で第1母材50と第2母材60とが溶接されることが好ましい。電源30の外部特性(出力特性)をこのように設定することにより、埋もれアーク状態を維持することが容易となる。上記電圧低下は15V以上とすることが好ましい。また、上記電圧低下は25V以下とすることが好ましい。   In the above step (S30), it is preferable that the first base material 50 and the second base material 60 are welded in a state where a voltage drop with respect to a current increase of 100 A is 10 V or more and 40 V or less. By setting the external characteristics (output characteristics) of the power supply 30 in this manner, it is easy to maintain the buried arc state. The voltage drop is preferably 15 V or more. Further, it is preferable that the voltage drop is 25 V or less.

(実施の形態2)
次に、本発明の他の実施の形態である実施の形態2における溶接方法について説明する。実施の形態2の溶接方法は、基本的には上記実施の形態1の場合と同様に実施され、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態2の溶接方法は、母材の端面の形状において実施の形態1の場合とは異なっている。
(Embodiment 2)
Next, a welding method according to Embodiment 2 which is another embodiment of the present invention will be described. The welding method according to the second embodiment is basically performed in the same manner as in the first embodiment, and has the same effect. However, the welding method of the second embodiment is different from that of the first embodiment in the shape of the end face of the base material.

図4を参照して、実施の形態2における溶接方法においては、工程(S10)において、開先70が形成された第1母材50および第2母材60が準備される。開先70は、第1母材50および第2母材60の一方の主表面52,62側に形成される。開先70は、第1端面51と一方の主表面52とが接続される第1母材50の角部、および第2端面61と一方の主表面62とが接続される第2母材60の角部を除去するように形成される。そのため、工程(S20)において、第1端面51と第2端面61とが対向するように第1母材50および第2母材60が配置されると、開先70に対応する領域において、一方の主表面52,62に近づくにしたがって第1母材50と第2母材60との間隔が広がる。   Referring to FIG. 4, in the welding method according to the second embodiment, in step (S10), first base material 50 and second base material 60 on which groove 70 is formed are prepared. The groove 70 is formed on one of the main surfaces 52 and 62 of the first base material 50 and the second base material 60. The groove 70 includes a corner of the first base material 50 where the first end face 51 and one main surface 52 are connected, and a second base material 60 where the second end face 61 and one main surface 62 are connected. Is formed so as to remove the corners. Therefore, in the step (S20), when first base material 50 and second base material 60 are arranged such that first end face 51 and second end face 61 face each other, in the region corresponding to groove 70, The distance between the first base material 50 and the second base material 60 increases as approaching the main surfaces 52, 62.

そして、工程(S30)では、図5を参照して、開先70が形成された状態で第1母材50と第2母材60とが溶接される。このとき、開先70に対応する領域は、溶接によって充填される。すなわち、開先70が形成されない上記実施の形態1の場合に比べて、溶融領域12に供給される溶加材としての溶接ワイヤ15の量が多くなる。   Then, in step (S30), with reference to FIG. 5, first base material 50 and second base material 60 are welded in a state where groove 70 is formed. At this time, the area corresponding to the groove 70 is filled by welding. That is, the amount of the welding wire 15 as the filler material supplied to the melting region 12 is larger than in the case of Embodiment 1 in which the groove 70 is not formed.

このように、開先70を形成しておくことにより、工程(S30)において貫通溶接を達成することが容易となる。そのため、厚みの大きい第1母材50および第2母材60が溶接される場合に、本実施の形態の溶接方法は好適である。   By forming the groove 70 in this manner, it is easy to achieve the penetration welding in the step (S30). Therefore, when the first base material 50 and the second base material 60 having a large thickness are welded, the welding method of the present embodiment is suitable.

本発明の溶接方法により、GMA溶接によって突合せ溶接における貫通溶接を達成可能であることを確認する実験を行った。具体的な実験方法は以下の通りである。   An experiment was conducted to confirm that the welding method of the present invention can achieve penetration welding in butt welding by GMA welding. The specific experimental method is as follows.

まず、母材として、厚みの異なる複数の鋼板を準備した。次に、図2を参照して、上記実施の形態1の場合と同様に、開先を形成することなく2枚の鋼板の端面同士が接触するように、同一の厚みの鋼板を溶接装置100にセットした。そして、溶接速度一定の条件の下で、埋もれアーク状態を維持しつつ溶接ワイヤの送給速度を変化させ、貫通溶接が実現可能な鋼板の厚み(貫通溶接可能な板厚)を調査した。電流値、電圧値およびワイヤ突出し長さは、各ワイヤ送給速度において埋もれアーク状態を維持するために適した値に調整した。また、電源30の外部特性である100Aの電流増加に対する電圧低下は、10〜20Vまたは20Vに設定した。溶接ワイヤ15としては、直径1.2mmのソリッドワイヤを採用した。実験の条件および結果を表1に示す。   First, a plurality of steel plates having different thicknesses were prepared as a base material. Next, referring to FIG. 2, as in the case of the first embodiment, steel plates having the same thickness are welded by welding device 100 so that the end faces of the two steel plates contact each other without forming a groove. Set to Then, under a condition of a constant welding speed, the feeding speed of the welding wire was changed while maintaining the buried arc state, and the thickness of the steel sheet capable of performing the penetration welding (the thickness capable of the penetration welding) was investigated. The current value, the voltage value, and the wire protrusion length were adjusted to values suitable for maintaining a buried arc state at each wire feeding speed. Further, the voltage drop with respect to the current increase of 100 A, which is an external characteristic of the power supply 30, was set to 10 to 20V or 20V. As the welding wire 15, a solid wire having a diameter of 1.2 mm was employed. Table 1 shows the conditions and results of the experiment.

Figure 0006637272
表1には、種々のワイヤ送給速度において埋もれアーク状態を維持することで貫通溶接可能であることが確認された鋼板の厚みが示されている。なお、表1において外部特性値が負の値となっているのは、100Aの電流増加に対して電圧が低下する状態であることを意味する。たとえば、外部特性値が−20Vである状態とは、100Aの溶接電流の増加に対して電圧が20V低下することを意味する。
Figure 0006637272
Table 1 shows the thickness of the steel sheet confirmed to be capable of penetration welding by maintaining the buried arc state at various wire feeding speeds. It should be noted that the negative external characteristic value in Table 1 means that the voltage decreases in response to a current increase of 100 A. For example, a state where the external characteristic value is −20 V means that the voltage decreases by 20 V with respect to an increase in the welding current of 100 A.

表1を参照して、ワイヤ送給速度に合わせて電流値および電圧値等を調整することで埋もれアーク状態を維持し、貫通溶接が達成できることが確認される。また、ワイヤ送給速度を上昇させることで、貫通可能な板厚(母材の厚み)が大きくなっている。10mm以上の厚みの鋼板において貫通溶接を達成するためには、ワイヤ送給速度は30m/min以上とすることが好ましいといえる。   Referring to Table 1, it is confirmed that by adjusting the current value and the voltage value according to the wire feeding speed, the buried arc state is maintained, and penetration welding can be achieved. Further, by increasing the wire feeding speed, the plate thickness (thickness of the base material) that can be penetrated increases. In order to achieve penetration welding in a steel plate having a thickness of 10 mm or more, it can be said that the wire feeding speed is preferably 30 m / min or more.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed this time are exemplifications in all respects and are not restrictive in any aspect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の溶接方法は、作業効率の向上が求められる溶接に、特に有利に適用され得る。   The welding method of the present invention can be particularly advantageously applied to welding in which improvement in working efficiency is required.

11 アーク、12 溶融領域、15 溶接ワイヤ、15A 先端、17 コンタクトチップ、18 ノズル、19 トーチ、29 ワイヤ送給装置、30 電源、34 配線、50 第1母材、51 第1端面、52,53 主表面、60 第2母材、61 第2端面、62,63 主表面、63 配線、70 開先、100 溶接装置。   11 arc, 12 melting area, 15 welding wire, 15A tip, 17 contact tip, 18 nozzle, 19 torch, 29 wire feeder, 30 power supply, 34 wiring, 50 first base material, 51 first end face, 52, 53 Main surface, 60 second base material, 61 second end surface, 62, 63 main surface, 63 wiring, 70 groove, 100 welding equipment.

Claims (7)

第1母材および第2母材を準備する工程と、
前記第1母材の第1端面と前記第2母材の第2端面とが対向するように、前記第1母材および前記第2母材を配置する工程と、
前記第1端面と前記第2端面とが接合されるように前記第1母材と前記第2母材とをGMA溶接により溶接する工程と、を備え、
前記第1母材と前記第2母材とを溶接する工程では、溶接ワイヤと前記第1母材および前記第2母材との間にアークが形成され、前記アークの熱により前記第1母材および前記第2母材に溶融領域が形成されることで前記第1母材と前記第2母材とが溶接され、
前記第1母材と前記第2母材とを溶接する工程では、前記溶接ワイヤが前記溶融領域に取り囲まれる領域にまで侵入した状態で前記アークが形成されることで、前記溶融領域が前記第1母材および前記第2母材を厚み方向に貫通するように形成され
前記第1母材と前記第2母材とを溶接する工程において、前記溶接ワイヤの送給速度は30m/min以上である、溶接方法。
Providing a first preform and a second preform;
Arranging the first base material and the second base material such that a first end surface of the first base material and a second end surface of the second base material face each other;
Welding the first base material and the second base material by GMA welding so that the first end surface and the second end surface are joined,
In the step of welding the first base material and the second base material, an arc is formed between the welding wire and the first base material and the second base material, and the first base material is heated by the heat of the arc. The first base material and the second base material are welded by forming a molten region in the material and the second base material,
In the step of welding the first base material and the second base material, the arc is formed in a state in which the welding wire has penetrated to a region surrounded by the melting region, so that the melting region is formed in the second region. The first base material and the second base material are formed so as to penetrate in the thickness direction ,
In the step of welding the said second base member and the first base member, feeding speed of the welding wire Ru der least 30 m / min, a welding method.
前記第1母材と前記第2母材とを溶接する工程では、開先の形成されていない前記第1母材と前記第2母材とが溶接される、請求項1に記載の溶接方法。 The welding method according to claim 1, wherein in the step of welding the first base material and the second base material, the first base material and the second base material having no groove are welded. . 第1母材および第2母材を準備する工程と、Providing a first preform and a second preform;
前記第1母材の第1端面と前記第2母材の第2端面とが対向するように、前記第1母材および前記第2母材を配置する工程と、Arranging the first base material and the second base material such that a first end surface of the first base material and a second end surface of the second base material face each other;
前記第1端面と前記第2端面とが接合されるように前記第1母材と前記第2母材とをGMA溶接により溶接する工程と、を備え、Welding the first base material and the second base material by GMA welding so that the first end surface and the second end surface are joined,
前記第1母材と前記第2母材とを溶接する工程では、溶接ワイヤと前記第1母材および前記第2母材との間にアークが形成され、前記アークの熱により前記第1母材および前記第2母材に溶融領域が形成されることで前記第1母材と前記第2母材とが溶接され、In the step of welding the first base material and the second base material, an arc is formed between a welding wire and the first base material and the second base material, and the first base material is heated by the arc. The first base material and the second base material are welded by forming a molten region in the material and the second base material,
前記第1母材と前記第2母材とを溶接する工程では、前記溶接ワイヤが前記溶融領域に取り囲まれる領域にまで侵入した状態で前記アークが形成されることで、前記溶融領域が前記第1母材および前記第2母材を厚み方向に貫通するように形成され、In the step of welding the first base material and the second base material, the arc is formed in a state where the welding wire has penetrated to a region surrounded by the melting region, so that the melting region is formed in the second region. The first base material and the second base material are formed so as to penetrate in the thickness direction,
前記第1母材と前記第2母材とを溶接する工程では、開先の形成されていない前記第1母材と前記第2母材とが溶接される、溶接方法。The welding method, wherein in the step of welding the first base material and the second base material, the first base material and the second base material having no groove are welded.
前記第1母材および前記第2母材を準備する工程では、厚みが10mm以上30mm以下の前記第1母材および前記第2母材が準備される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の溶接方法。 In the first base material and the step of preparing the second base member, a thickness of said 10mm or 30mm or less than the first base member and said second base member is prepared, any one of claims 1 to 3 The welding method according to the above. 前記第1母材と前記第2母材とを溶接する工程では、100Aの電流増加に対する電圧低下が10V以上40V以下の状態で前記第1母材と前記第2母材とが溶接される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の溶接方法。   In the step of welding the first base material and the second base material, the first base material and the second base material are welded in a state where a voltage drop with respect to a current increase of 100 A is 10 V or more and 40 V or less. The welding method according to claim 1. 前記電圧低下は15V以上である、請求項5に記載の溶接方法。   The welding method according to claim 5, wherein the voltage drop is 15 V or more. 前記電圧低下は25V以下である、請求項5または6に記載の溶接方法。   The welding method according to claim 5, wherein the voltage drop is 25 V or less.
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