JP6955453B2 - Overlay welding method - Google Patents
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Description
本開示は、母材の表面を溶接金属で覆う肉盛溶接方法に関する。 The present disclosure relates to an overlay welding method in which the surface of a base metal is covered with a weld metal.
母材の表面を溶接金属で覆う肉盛溶接が知られており、様々な分野で利用されている。肉盛溶接の用途の一つとして、例えば、炭素鋼や低合金鋼などの母材の表面に対して、ステンレス鋼やNi基合金などの溶接金属を肉盛溶接することで、母材が水や水蒸気と接触する箇所に対して耐食性を上げることがある。このような肉盛溶接は、例えば、使用済燃料を収納して水中保存するためのキャスクで行われている。 Overlay welding, in which the surface of the base metal is covered with weld metal, is known and is used in various fields. As one of the uses of overlay welding, for example, by overlay welding a weld metal such as stainless steel or Ni-based alloy to the surface of a base metal such as carbon steel or low alloy steel, the base metal becomes water. Corrosion resistance may be improved for places that come into contact with water or water vapor. Such overlay welding is performed, for example, in a cask for storing used fuel and storing it in water.
ここで溶接時に母材を溶かすと、母材と溶接金属とが混ざることにより、溶接金属に添加されているCrやNiが減少する。肉盛溶接の一種であるクラッド溶接では、溶接方向に対して直角方向にウィービングしながら溶接を行うことで、このような希釈を抑制することができる。特許文献1には、このようなクラッド溶接の一例が開示されており、特に、ある溶接ビードを先行する溶接ビードの隣に形成する際に、先行する溶接ビードの端部と重なる領域において局所的に深溶け込み部を形成することで、融合不良の発生を防止している。
If the base metal is melted during welding, the base metal and the welding metal are mixed, so that Cr and Ni added to the welding metal are reduced. In clad welding, which is a type of overlay welding, such dilution can be suppressed by performing welding while weaving in a direction perpendicular to the welding direction.
肉盛溶接における希釈率を抑えるために、溶接トーチの入熱量を低く抑えることにより、母材の溶融量を抑えることが考えられる。しかしながら、溶接トーチの入熱量を低下させると、融合不良に起因する欠陥が発生する可能性が高くなってしまう。また低入熱の溶接トーチを用いて従来の運棒方法に従って肉盛溶接を行うと、十分な肉盛層を形成するために多くの時間を費やしてしまう。 In order to suppress the dilution rate in overlay welding, it is conceivable to suppress the amount of heat input of the welding torch to suppress the amount of melting of the base metal. However, if the amount of heat input to the welding torch is reduced, there is a high possibility that defects due to poor fusion will occur. Further, when overlay welding is performed according to the conventional rod-moving method using a low heat input welding torch, a large amount of time is spent to form a sufficient overlay layer.
本発明の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、低入熱の溶接トーチを用いて、融合不良に起因する欠陥発生を抑制しつつ、効率的な肉盛形成が可能な肉盛溶接方法を提供することを目的とする。 At least one embodiment of the present invention has been made in view of the above circumstances, and an efficient build-up can be formed by using a welding torch with low heat input while suppressing the occurrence of defects due to poor fusion. It is an object of the present invention to provide a overlay welding method.
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係る肉盛溶接方法は上記課題を解決するために、
溶接トーチと母材との間にアークを発生させて生じた溶融池に溶接金属を送給する一方、前記溶接トーチをウィービングさせながら溶接方向へ移動させて第1溶接ビードを形成し、前記第1溶接ビードの隣の領域に第2溶接ビードを形成することにより肉盛溶接を行う肉盛溶接方法であって、
前記母材に対する前記溶接トーチの軌跡に、前記溶接方向とは逆方向に向かう第1運棒パターンが含まれるように、前記ウィービングを実施することにより前記第2溶接ビードを形成する工程を備える。
(1) The overlay welding method according to at least one embodiment of the present invention solves the above problems.
While the weld metal is fed to the molten pool generated by generating an arc between the welding torch and the base metal, the welding torch is moved in the welding direction while weaving to form the first welding bead, and the first welding bead is formed. 1 This is an overlay welding method in which overlay welding is performed by forming a second weld bead in the area adjacent to the weld bead.
The step of forming the second welding bead by carrying out the weaving is provided so that the locus of the welding torch with respect to the base metal includes the first rod pattern that goes in the direction opposite to the welding direction.
上記(1)の方法によれば、肉盛溶接で溶接方向に沿った溶接ビードを形成する際に、溶接トーチの軌跡に溶接方向とは逆方向に向かう第1運棒パターンを含むように、溶接トーチの運棒が行われる。このような運棒を行うことにより、母材表面に形成される溶融池が溶接トーチに対して先行しにくくなる。その結果、溶接トーチの入熱量が低い場合であっても、母材に対して必要な入熱を行うことができ、融合不良の発生を効果的に抑制できる。 According to the method (1) above, when forming a welding bead along the welding direction by overlay welding, the locus of the welding torch includes a first rod pattern that goes in the direction opposite to the welding direction. Welding torch rods are carried out. By performing such a rod movement, the molten pool formed on the surface of the base metal is less likely to precede the welding torch. As a result, even when the amount of heat input to the welding torch is low, the required heat input to the base metal can be performed, and the occurrence of fusion defects can be effectively suppressed.
(2)幾つかの実施形態では上記(1)の方法において、
前記第1運棒パターンは、前記第1溶接ビードに向けて行われる。
(2) In some embodiments, in the method (1) above,
The first rod pattern is directed toward the first weld bead.
上記(2)の方法によれば、第2溶接ビードを形成する際に、溶接トーチは第1溶接ビードに向かうような第1運棒パターンで運棒される。つまり、先に形成された溶接ビードに溶接トーチが乗り上げるように、溶接トーチの運棒がなされる。このような運棒を行うことで、第1溶接ビードとの間で融合不良が発生することを抑制しながら、厚み方向の肉盛層形成を促進し、肉盛溶接に要する時間を短縮できる。 According to the method (2) above, when the second welding bead is formed, the welding torch is moved in a first rod pattern so as to be directed toward the first welding bead. That is, the welding rod of the welding torch is made so that the welding torch rides on the previously formed welding bead. By performing such a rod movement, it is possible to promote the formation of an overlay layer in the thickness direction and shorten the time required for overlay welding while suppressing the occurrence of fusion failure with the first welding bead.
(3)幾つかの実施形態では上記(1)又は(2)の方法において、
前記第2溶接ビードを形成する工程では、前記母材に対する前記溶接トーチの軌跡に、前記溶接方向に沿って直進する第2運棒パターンが含まれるように、前記ウィービングが実施される。
(3) In some embodiments, in the method (1) or (2) above,
In the step of forming the second welding bead, the weaving is performed so that the locus of the welding torch with respect to the base metal includes a second rod pattern traveling straight along the welding direction.
上記(3)の方法によれば、肉盛溶接で溶接方向に沿った溶接ビードを形成する際に、溶接トーチの軌跡に溶接方向に沿って直進する第2運棒パターンを含むように、溶接トーチの運棒が行われる。このような運棒を行うことにより、第1溶接ビードとの間で融合不良が発生することを、より効果的に抑制できる。 According to the method (3) above, when forming a welding bead along the welding direction by overlay welding, welding is performed so that the locus of the welding torch includes a second rod pattern that goes straight along the welding direction. The torch is lucked. By performing such a rod movement, it is possible to more effectively suppress the occurrence of fusion failure with the first welding bead.
(4)幾つかの実施形態では上記(3)の方法において、
前記第2運棒パターンは、前記第1溶接ビードの端部上で行われる。
(4) In some embodiments, in the method (3) above,
The second rod pattern is performed on the end of the first weld bead.
上記(4)の方法によれば、第1溶接ビードの端部において融合不良が発生することを、より効果的に抑制できる。 According to the method (4) above, it is possible to more effectively suppress the occurrence of fusion failure at the end of the first welding bead.
(5)幾つかの実施形態では上記(1)から(4)のいずれか1方法において、
前記第2溶接ビードを形成する工程に比べて高い入熱量で、前記第2溶接ビードの形成を開始する工程を備える。
(5) In some embodiments, in any one of the above methods (1) to (4),
A step of starting the formation of the second weld bead with a higher amount of heat input than the step of forming the second weld bead is provided.
上記(5)の方法によれば、第2溶接ビードの形成を、高い入熱量で開始することにより、ビード開始部における融合不良の発生を効果的に抑制できる。 According to the method (5) above, by starting the formation of the second weld bead with a high amount of heat input, the occurrence of fusion failure at the bead start portion can be effectively suppressed.
(6)幾つかの実施形態では上記(1)から(5)のいずれか1方法において、
前記第2溶接ビードを形成する工程に比べて高い入熱量で、前記第2溶接ビードの形成を終了する工程を備える。
(6) In some embodiments, in any one of the above methods (1) to (5),
A step of terminating the formation of the second weld bead with a higher heat input amount than the step of forming the second weld bead is provided.
上記(6)の方法によれば、第2溶接ビードの形成を、高い入熱量で終了することにより、ビード終了部における融合不良の発生を効果的に抑制できる。 According to the method (6) above, by completing the formation of the second weld bead with a high amount of heat input, it is possible to effectively suppress the occurrence of fusion failure at the end of the bead.
(7)幾つかの実施形態では上記(5)又は(6)の方法において、
前記第2溶接ビードの形成を開始する工程又は前記第2溶接ビードの形成を終了する工程は、前記溶接方向に沿って前記ウィービングが実施される。
(7) In some embodiments, in the method (5) or (6) above,
In the step of starting the formation of the second welding bead or the step of ending the formation of the second welding bead, the weaving is carried out along the welding direction.
上記(7)の方法によれば、高い入熱量で溶接が行われるビード開始部又はビード終了部では、溶接方向に沿ったウィービングが実施される。つまり、上述の第1運棒パターンのように溶接方向とは逆方向に向かう運棒がなされない。 According to the method (7) above, weaving is performed along the welding direction at the bead start portion or bead end portion where welding is performed with a high heat input amount. That is, unlike the first rod pattern described above, the rod is not moved in the direction opposite to the welding direction.
(8)幾つかの実施形態では上記(7)の方法において、
前記第2溶接ビードを形成する工程は、
第1振幅で前記ウィービングを行う工程と、
前記第1振幅より大きな第2振幅で前記ウィービングを行う工程と、
を順に含む。
(8) In some embodiments, in the method (7) above,
The step of forming the second welding bead is
The step of performing the weaving with the first amplitude and
The step of performing the weaving with a second amplitude larger than the first amplitude, and
Are included in order.
上記(8)の方法によれば、第1運棒パターンを含む溶接トーチの運棒を行う場合には、小さな振幅のウィービングを行った後に、大きな振幅のウィービングが行われる。このように振幅を増やすようなウィービングを行うことで、運棒パターンの変化に伴う融合不良の発生を効果的に抑制できる。 According to the method (8) above, when the welding torch rod including the first rod pattern is carried out, weaving with a small amplitude is performed, and then weaving with a large amplitude is performed. By performing weaving that increases the amplitude in this way, it is possible to effectively suppress the occurrence of fusion defects due to changes in the bar pattern.
(9)幾つかの実施形態では上記(1)から(8)のいずれか1方法において、
前記ウィービングは、前記第2溶接ビードの中心ラインより前記第1溶接ビード側の第1領域における振幅が、前記第1領域とは反対側の第2領域における振幅に比べて小さくなるように実施される。
(9) In some embodiments, in any one of the above methods (1) to (8),
The weaving is performed so that the amplitude in the first region on the side of the first weld bead from the center line of the second weld bead is smaller than the amplitude in the second region on the side opposite to the first region. NS.
上記(9)の方法によれば、第1領域に形成される肉盛に比べて、第2領域に形成される肉盛の傾斜をなだらかにすることができる。これにより、繰り返し溶接ビードを形成する際に、次に形成される溶接ビードとの重なりを良好に形成できる。 According to the method (9) above, the inclination of the overlay formed in the second region can be made gentler than that of the overlay formed in the first region. As a result, when the weld bead is repeatedly formed, the overlap with the next weld bead to be formed can be satisfactorily formed.
(10)幾つかの実施形態では上記(1)から(9)のいずれか1方法において、
前記第2溶接ビードの形成は、前記第2溶接ビードの中心ラインより前記第1溶接ビード側で終了する。
(10) In some embodiments, in any one of the above methods (1) to (9),
The formation of the second weld bead ends on the side of the first weld bead from the center line of the second weld bead.
上記(10)の方法によれば、第2溶接ビードの形成は、第2溶接ビードの中心ラインより第1溶接ビード側で終了する。これにより、第2溶接ビードに続いてさらなる溶接ビードを形成する際に、第2溶接ビードの終端部が妨げとならない。そのため、溶接ビードを繰り返し形成する際に、次に形成される溶接ビードとの重なりを良好に形成できる。 According to the method (10) above, the formation of the second weld bead ends on the side of the first weld bead from the center line of the second weld bead. As a result, the end portion of the second weld bead does not interfere with the formation of a further weld bead following the second weld bead. Therefore, when the welding bead is repeatedly formed, the overlap with the welding bead to be formed next can be satisfactorily formed.
(11)幾つかの実施形態では上記(1)から(10)のいずれか1方法において、
前記肉盛溶接は、前記母材の表面を前記溶接金属で覆うクラッド溶接である。
(11) In some embodiments, in any one of the above methods (1) to (10),
The overlay welding is a clad welding in which the surface of the base metal is covered with the welding metal.
上述の方法(上記各種形態を含む)は、クラッド溶接に好適に適用できる。 The above-mentioned methods (including the above-mentioned various forms) can be suitably applied to clad welding.
(12)幾つかの実施形態では上記(1)から(11)のいずれか1方法において、
前記肉盛溶接は、低入熱溶接用モード又はパルスモードを切替可能な溶接機を用いて実施される。
(12) In some embodiments, in any one of the above methods (1) to (11),
The overlay welding is carried out using a welding machine capable of switching between a low heat input welding mode and a pulse mode.
上述の方法(上記各種形態を含む)は、低入熱溶接用モード又はパルスモードを切替可能な溶接機を用いて好適に実施できる。 The above-mentioned method (including the above-mentioned various forms) can be preferably carried out by using a welding machine capable of switching between a low heat input welding mode and a pulse mode.
本発明の少なくとも一実施形態によれば、低入熱の溶接トーチを用いて、融合不良に起因する欠陥発生を抑制しつつ、効率的な肉盛形成が可能な肉盛溶接方法を提供できる。 According to at least one embodiment of the present invention, it is possible to provide an overlay welding method capable of efficiently overlay forming while suppressing the occurrence of defects due to poor fusion by using a welding torch with low heat input.
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described as embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention to this, but are merely explanatory examples. No.
For example, expressions that represent relative or absolute arrangements such as "in a certain direction", "along a certain direction", "parallel", "orthogonal", "center", "concentric" or "coaxial" are exact. Not only does it represent such an arrangement, but it also represents a state of relative displacement with tolerances or angles and distances to the extent that the same function can be obtained.
Further, for example, an expression representing a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape not only represents a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also includes a concavo-convex portion or a concavo-convex portion within a range in which the same effect can be obtained. The shape including the chamfered portion and the like shall also be represented.
On the other hand, the expressions "equipped", "equipped", "equipped", "included", or "have" one component are not exclusive expressions that exclude the existence of other components.
図1は本発明の少なくとも一実施形態に係る肉盛溶接方法を実施するための装置構成の一例である。本実施形態では、略円筒形状を有する構造体である溶接対象物1の表面に対して肉盛溶接を実施する場合を例に説明する。
FIG. 1 is an example of an apparatus configuration for carrying out the overlay welding method according to at least one embodiment of the present invention. In the present embodiment, a case where overlay welding is performed on the surface of the
溶接対象物1は、例えば、使用済燃料を収納して水中保存するためのキャスクの胴本体であり、炭素鋼からなる。略円筒形状を有する溶接対象物1の外周面上には、溶接機2によって肉盛溶接が実施されることにより、母材表面を溶接金属で覆うように耐食性の肉盛層が形成される。溶接金属は、例えば、アルミニウムである。
尚、本実施形態では溶接対象物1としてキャスクの胴本体を例示しているが、溶接対象物1は肉盛溶接の対象となる構造体を広く含んでよい。
The
In the present embodiment, the body of the cask is illustrated as the object to be welded 1, but the object to be welded 1 may broadly include a structure to be welded by overlay welding.
溶接対象物1は大型構造物であるため、溶接対象物1は不図示のターニング装置によって周方向(矢印a)に回転可能になっている。溶接機2は、フィールド3上に設置されたベース4と、溶接対象物1の外表面に対向するように配置された溶接トーチ6と、溶接対象物1の外表面に対する溶接トーチ6を相対的移動を行うためのアーム8と、を含む。溶接作業では、ターニング装置によって回転される溶接対象物1の外表面に対して、溶接トーチ6を所定の軌跡で運棒することにより、溶接ビードの形成が行われる。
Since the
溶接機2は、低入熱溶接用モードを使用可能な溶接機である。このような低入熱溶接用モードとして、例えば、溶接ワイヤの溶融池への送り出しを制御可能なプッシュプルシステムを使用できる。プッシュプルシステムを使用した低入熱溶接モードの一例としては、従来のMIG/MAGプロセスに比べて低温処理であるCMT(Cold Metal Transfer)プロセスがある。CMTプロセスは、ホット処理とコールド処理とを交互に繰り返し、従来、主に超軽量の薄板を対象とするMIG/MAGロボット溶接及びロウ付けに用いられていた。本実施形態では、このような超軽量の薄板を対象とするCMTプロセスを利用することで、肉盛溶接が行われる。
The
ここで図2はCMTプロセスを概略的に示す模式図である。溶接機2から送り出される溶接ワイヤ10が溶接対象物1の外表面上の母材12から離れている場合、溶接ワイヤ10と母材12との間にアーク13が発生する(図2(a))。溶接ワイヤ10が更に送り出されて、母材12の溶融池に接触(短絡)すると、アークは消失し、溶接電流が急減する(図2(b))。このときCMTプロセスでは、溶接機2は溶接ワイヤ10を溶接池から引き戻すことで、短絡中の溶滴切断を支援し、短絡電流を抑制する(図2(c))。CMTプロセスでは、図2(a)〜図2(c)のプロセスが自動的に繰り返されることで、アークが母材12に与える入熱が瞬間的に留められ、入熱量の低減が可能となる。
Here, FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing the CMT process. When the
溶接機2は、上述のCMTプロセスを実施するためのCMTモードと、従来のMIG/MAGプロセスを実施するためのパルスモードと、を選択的に切替可能に構成される。CMTモード及びパルスモードの切替制御は、溶接機2が備えるコントロールユニットである制御部20によって実施される。制御部20は、このようなモード切替制御に加えて、各モードにおける溶接トーチ6の運棒パターンを含む各種溶接パラメータを設定可能に構成されている。
The
このような溶接機2として、例えば、フローニアス社のCMTプロセス対応の溶接システムを用いることができる。
As such a
図3は本発明の少なくとも一実施形態に係る肉盛溶接方法を工程毎に示すフローチャートである。
まず母材12上に先行溶接ビードである第1溶接ビード100を形成する(ステップS10)。ここで図4は図3のステップS10における第1溶接ビード100の形成様子を示す模式図である。
尚、上述したように溶接対象物1は略円筒形状を有するため、外表面は曲面であるが、図4では、図示をわかりやすくするために、溶接対象物1の周方向に沿った外表面を平面的に示している。
FIG. 3 is a flowchart showing the overlay welding method according to at least one embodiment of the present invention for each process.
First, the
As described above, since the
図4に示されるように、溶接トーチ6と母材12との間にアーク13を発生させることで、母材12には所定の大きさの溶融池14が形成される。この溶融池14へ溶接金属である溶接ワイヤ10を送給する一方、溶接トーチ6を所定の周期でウィービングさせつつ溶接方向Iへ移動させることで、溶接ワイヤ10の一部が母材12と溶け込み、第1溶接ビード100が形成される。
尚、図4において、符号IIは溶接トーチ6の軌跡を示し、符号IIIは溶接ワイヤ10の送給方向を示している。
As shown in FIG. 4, by generating an
In FIG. 4, reference numeral II indicates a locus of the
尚、第1溶接ビード100を形成する際の溶接機2の設定条件は任意でよいが、例えば、後述する第2溶接ビード200と同様の設定を適用してもよい。
The setting conditions of the
続いて第1溶接ビード100の隣の領域に第2溶接ビード200を形成する(ステップS20)。つまり、すなわち、先行して形成された第1溶接ビード100の隣の領域へ溶接トーチ6を移動し、当該溶接トーチ6と母材12との間にアークを発生させて生じた溶融池14へ溶接金属を送給する一方、当該溶接トーチ6をウィービングさせつつ溶接方向へ移動させて第2溶接ビード200を形成する。このように溶接ビードの形成を繰返し行うことで、母材12の表面が広範囲に亘って溶接金属で覆われる。
Subsequently, the
ここで図5は図3のステップS20における第2溶接ビード200の形成様子を示す模式図であり、図6は図5で母材12上に描かれる溶接トーチ6の軌跡IVを示す図である。
尚、上述したように溶接対象物1は略円筒形状を有するため、外表面は曲面であるが、図5及び図6では、図示をわかりやすくするために、溶接対象物1の周方向に沿った外表面を平面的に示している。
Here, FIG. 5 is a schematic view showing the formation state of the
As described above, since the
母材12上における溶接トーチ6の軌跡IVは、第2溶接ビード200の形成が開始されるスタート地点Sから、第2溶接ビード200の形成が終了するエンド地点Eまで続いている。第2溶接ビード200は溶接対象物1の周方向全体にわたって形成されるため、スタート地点Sとエンド地点Eは実質的に同一地点を示す。つまり、溶接対象物1の外表面を周方向に沿って溶接トーチ6を360度にわたって運棒することで、第2溶接ビード200の形成が行われる。また第2溶接ビード200の形成は、先行する第1溶接ビード100の一方の端部100aに後行する第2溶接ビード200が重なるように行われる。
The locus IV of the
図6に示されるように、第2溶接ビード200を形成する際の溶接トーチ6の運棒パターンは、第2溶接ビード200の形成ステージ毎に、(a)スタート条件、(b)定常条件、(c)エンド条件に分類される。
As shown in FIG. 6, the rod pattern of the
(a)スタート条件は、第2溶接ビード200の形成を開始するときの条件であり、CMTモードより入熱量が大きなパルスモードが選択される。また(a)スタート条件における運棒パターンは、溶接方向Iに沿ったジグザグパターンであり、例えば前進角10度、トーチ角0度に設定される。このように(a)スタート条件では入熱量が大きなパルスモードを選択することで、母材12への溶け込みを深くすることができ、スタート地点S近傍における融合不良の発生を効果的に抑制できる。
(A) The start condition is a condition for starting the formation of the
(b)定常条件は、第2溶接ビード200を形成するための条件であり、第2溶接ビード200を形成するためのメイン条件である。(b)定常条件では、パルスモードより入熱量が小さなCMTモードが選択される。このように小さな入熱量のCMTモードを選択することにより、第2溶接ビード200を形成する際の母材12の溶融を抑え、希釈率を低くすることができる。またCMTモードでは、パルスモードより入熱量が小さいため、形成される肉盛の高さが大きくなることから、効率的な肉盛形成が可能となる。
(B) The stationary condition is a condition for forming the
ここで図7は図6の(b)定常条件における軌跡IVを拡大して示す図である。(b)定常条件における溶接トーチ6の運棒は、軌跡IVに溶接方向Iとは逆方向に向かう第1運棒パターンIV−1が含まれるように実施される。このような運棒を行うことにより、母材12に形成される溶融池14が溶接トーチ6に対して先行しにくくなる。その結果、溶接トーチ6の入熱量が低い場合であっても、母材12に対して必要な入熱を行うことができ、融合不良の発生を効果的に抑制できる。
Here, FIG. 7 is an enlarged view showing the locus IV under the stationary condition (b) of FIG. (B) The rod of the
このような第1運棒パターンIV−1は、第1溶接ビード100に向けて行われる。つまり、先に形成された第1溶接ビード100に溶接トーチ6が乗り上げるように、溶接トーチ6の運棒がなされる。これにより、第1溶接ビード100との間で融合不良が発生することを抑制しながら、形成される肉盛層の厚みを効果的に増やすことができる。その結果、第2溶接ビード200の形成に要する作業時間を効果的に短縮できる。
Such a first rod pattern IV-1 is performed toward the
また溶接トーチ6の運棒は、軌跡IVに溶接方向Iに沿って直進する第2運棒パターンIV−2が含まれるように実施される。このような運棒は、好ましくは、第1溶接ビード100の端部100a上に沿って行われる。第1溶接ビード100の一方の端部100aに第2溶接ビード200を重ねて溶接すると、第2溶接ビード200の溶接金属が母材12に対して十分に溶けず、融合不良が生じやすいが、このように第2運棒パターンIV−2を第1溶接ビード100の端部100a上で行うことにより、溶融金属の母材12への溶け込みを促進し、融合不良の発生を効果的に抑制できる。
尚、第2運棒パターンIV−2は、見かけ上、溶接トーチ6が母材12の表面を前進するように示されているが、図1を参照して前述したように、溶接対象物1をターニング装置によって回転させながら溶接トーチをウィービングする場合には、溶接トーチ6のウィービング(溶接対象物1の回転方向とは垂直方向に沿った動き)を一時的に停止させることによって実現されてもよい。
Further, the rod of the
In the second rod pattern IV-2, the
(b)定常条件は、更に(b−1)第1定常条件と(b−2)第2定常条件とに分類される。第1定常条件(b−1)及び第2定常条件(b−2)は共通する上記運棒パターンを有するが、第1定常条件(b−1)では、第2定常条件(b−2)に比べて振幅が小さくなっている。これは、(a)スタート条件から(b−2)第2定常条件に直接移行すると、運棒パターンが急激に変化することによって溶融不良が生じる可能性が高くなるからである。そのため、本実施形態では、(a)スタート条件と(b−2)第2定常条件との間に、振幅が小さい(b−1)第1定常条件を介在させることで、このような溶融不良を抑制している。 (B) Stationary conditions are further classified into (b-1) first stationary conditions and (b-2) second stationary conditions. The first stationary condition (b-1) and the second stationary condition (b-2) have the same rod pattern, but in the first stationary condition (b-1), the second stationary condition (b-2). The amplitude is smaller than that of. This is because when the (a) start condition is directly shifted to the (b-2) second stationary condition, there is a high possibility that a melting defect will occur due to a sudden change in the bar pattern. Therefore, in the present embodiment, by interposing the (b-1) first stationary condition having a small amplitude between the (a) start condition and the (b-2) second stationary condition, such melting failure Is suppressed.
(c)エンド条件は、第2溶接ビード200の形成を終了するときの条件であり、CMTモードより入熱量が大きなパルスモードが選択される。(c)エンド条件における運棒パターンは、(b)定常条件と同様である。このように(c)エンド条件では入熱量が大きなパルスモードが選択されることにより、母材12への溶接金属の溶け込みを深くすることができ、エンド地点Eにおける融合不良の発生を効果的に抑制できる。
(C) The end condition is a condition when the formation of the
また(c)エンド条件では、第2溶接ビード200の形成が、第1溶接ビード100側で終了する。エンド地点Eでは溶接トーチ6を母材12から離す際に少なからず盛り上がり形状が生じるが、第2溶接ビード200に続いてさらなる溶接ビードを形成する際に、このような盛り上がり形状が妨げとならなくすることができる。これにより、溶接ビードを繰り返し形成する際に、次に形成される溶接ビードとの重なりを良好に形成できる。
Further, under the end condition (c), the formation of the
また本実施形態では(a)スタート条件から(c)エンド条件に至るまで、溶接トーチ6のウィービングは、第1溶接ビード100の端部100aより第1溶接ビード100側の第1領域Aにおける振幅T1が、第1領域Aとは反対側の第2領域Bにおける振幅T2に比べて小さくなるように実施される。これにより、第1領域Aに形成される肉盛に比べて、第2領域Bに形成される肉盛の傾斜をなだらかにすることができる。これにより、繰り返し溶接ビードを形成する際に、次に形成される溶接ビードとの重なりを良好に形成できる。
Further, in the present embodiment, from (a) start condition to (c) end condition, the weaving of the
以上説明したように本発明の少なくとも一実施形態によれば、肉盛溶接で溶接方向Iに沿った溶接ビードを形成する際に、溶接トーチ6の軌跡IVに溶接方向Iとは逆方向に向かう第1運棒パターンIV−1を含むように、溶接トーチ6の運棒が行われる。このような運棒を行うことにより、母材12に形成される溶融池が溶接トーチ6に対して先行しにくくなる。その結果、溶接トーチ6の入熱量が低い場合であっても、母材12に対して必要な入熱を行うことができ、融合不良の発生を効果的に抑制できる。
このようにして、低入熱の溶接トーチを用いて、融合不良に起因する欠陥発生を抑制しつつ、効率的な肉盛形成が可能な肉盛溶接方法を提供できる。
As described above, according to at least one embodiment of the present invention, when forming a welding bead along the welding direction I by overlay welding, the locus IV of the
In this way, it is possible to provide a build-up welding method capable of efficient build-up formation while suppressing the occurrence of defects due to poor fusion by using a low heat input welding torch.
本発明の少なくとも一実施形態は、母材の表面を溶接金属で覆う肉盛溶接方法に利用可能である。 At least one embodiment of the present invention can be used in an overlay welding method in which the surface of a base metal is covered with a weld metal.
1 溶接対象物
2 溶接機
3 フィールド
4 ベース
6 溶接トーチ
8 アーム
10 溶接ワイヤ
12 母材
13 アーク
14 溶融池
20 制御部
100 第1溶接ビード
200 第2溶接ビード
A 第1領域
B 第2領域
E エンド地点
I 溶接方向
IV 軌跡
IV−1 第1運棒パターン
IV−2 第2運棒パターン
S スタート地点
1
Claims (17)
前記母材に対する前記溶接トーチの軌跡に、前記溶接方向とは逆方向に向かう第1運棒パターンが含まれるように、前記ウィービングを実施することにより前記第2溶接ビードを形成する工程を備え、
前記第1運棒パターンは、前記第1溶接ビードに向けて行われる、肉盛溶接方法。 While the weld metal is fed to the molten pool generated by generating an arc between the welding torch and the base metal, the welding torch is moved in the welding direction while weaving to form the first welding bead, and the first welding bead is formed. 1 This is an overlay welding method in which overlay welding is performed by forming a second weld bead in the area adjacent to the weld bead.
A step of forming the second welding bead by carrying out the weaving is provided so that the locus of the welding torch with respect to the base metal includes a first rod pattern directed in the direction opposite to the welding direction .
The first Unbo pattern, the first Ru done toward the weld bead, overlay welding method.
第1振幅で前記ウィービングを行う工程と、
前記第1振幅より大きな第2振幅で前記ウィービングを行う工程と、
を順に含む、請求項6に記載の肉盛溶接方法。 The step of forming the second welding bead is
The step of performing the weaving with the first amplitude and
The step of performing the weaving with a second amplitude larger than the first amplitude, and
The overlay welding method according to claim 6 , further comprising.
前記母材に対する前記溶接トーチの軌跡に、前記溶接方向とは逆方向に向かう第1運棒パターンが含まれるように、前記ウィービングを実施することにより前記第2溶接ビードを形成する工程を備え、 A step of forming the second welding bead by carrying out the weaving is provided so that the locus of the welding torch with respect to the base metal includes a first rod pattern directed in the direction opposite to the welding direction.
前記第2溶接ビードを形成する工程では、前記母材に対する前記溶接トーチの軌跡に、前記溶接方向に沿って直進する第2運棒パターンが含まれるように、前記ウィービングが実施される、盛溶接方法。 In the step of forming the second welding bead, the weaving is performed so that the locus of the welding torch with respect to the base metal includes a second rod pattern traveling straight along the welding direction. Method.
前記母材に対する前記溶接トーチの軌跡に、前記溶接方向とは逆方向に向かう第1運棒パターンが含まれるように、前記ウィービングを実施することにより前記第2溶接ビードを形成する工程と、 A step of forming the second welding bead by performing the weaving so that the locus of the welding torch with respect to the base metal includes a first rod pattern directed in the direction opposite to the welding direction.
前記第2溶接ビードを形成する工程に比べて高い入熱量で、前記第2溶接ビードの形成を開始する工程と、 A step of starting the formation of the second welding bead with a higher amount of heat input than the step of forming the second welding bead, and a step of starting the formation of the second welding bead.
を備える、肉盛溶接方法。A overlay welding method.
前記母材に対する前記溶接トーチの軌跡に、前記溶接方向とは逆方向に向かう第1運棒パターンが含まれるように、前記ウィービングを実施することにより前記第2溶接ビードを形成する工程と、 A step of forming the second welding bead by performing the weaving so that the locus of the welding torch with respect to the base metal includes a first rod pattern directed in the direction opposite to the welding direction.
前記第2溶接ビードを形成する工程に比べて高い入熱量で、前記第2溶接ビードの形成を終了する工程と、 A step of terminating the formation of the second welding bead with a higher amount of heat input than the step of forming the second welding bead, and a step of completing the formation of the second welding bead.
を備える、肉盛溶接方法。A overlay welding method.
前記母材に対する前記溶接トーチの軌跡に、前記溶接方向とは逆方向に向かう第1運棒パターンが含まれるように、前記ウィービングを実施することにより前記第2溶接ビードを形成する工程を備え、 A step of forming the second welding bead by carrying out the weaving is provided so that the locus of the welding torch with respect to the base metal includes a first rod pattern directed in the direction opposite to the welding direction.
前記ウィービングは、前記第2溶接ビードの中心ラインより前記第1溶接ビード側の第1領域における振幅が、前記第1領域とは反対側の第2領域における振幅に比べて小さくなるように実施される、肉盛溶接方法。 The weaving is performed so that the amplitude in the first region on the side of the first weld bead from the center line of the second weld bead is smaller than the amplitude in the second region on the side opposite to the first region. Overlay welding method.
前記母材に対する前記溶接トーチの軌跡に、前記溶接方向とは逆方向に向かう第1運棒パターンが含まれるように、前記ウィービングを実施することにより前記第2溶接ビードを形成する工程を備え、 A step of forming the second welding bead by carrying out the weaving is provided so that the locus of the welding torch with respect to the base metal includes a first rod pattern directed in the direction opposite to the welding direction.
前記第2溶接ビードの形成は、前記第2溶接ビードの中心ラインより前記第1溶接ビード側で終了する、肉盛溶接方法。 A overlay welding method in which the formation of the second weld bead ends on the first weld bead side from the center line of the second weld bead.
前記母材に対する前記溶接トーチの軌跡に、前記溶接方向とは逆方向に向かう第1運棒パターンが含まれるように、前記ウィービングを実施することにより前記第2溶接ビードを形成する工程を備え、 A step of forming the second welding bead by carrying out the weaving is provided so that the locus of the welding torch with respect to the base metal includes a first rod pattern directed in the direction opposite to the welding direction.
前記肉盛溶接は、低入熱溶接用モード又はパルスモードを切替可能な溶接機を用いて実施される、肉盛溶接方法。 The overlay welding is a overlay welding method performed by using a welding machine capable of switching between a low heat input welding mode and a pulse mode.
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