JP7189516B2 - Weld defect repair method - Google Patents
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Description
本発明は、溶接部欠陥の補修方法に関する。 The present invention relates to a method for repairing weld defects.
金属部材からなる被溶接部材同士の溶接部には、溶接条件が適正でなかった場合等において、ポロシティ、融合不良、スラグ巻き込み、溶込不良、割れ等の欠陥が生じることがある。このような欠陥の存在は溶接強度の低下に繋がり好ましいことではない。 Defects such as porosity, poor fusion, slag entrainment, poor penetration, and cracks may occur in the welded portion between members to be welded, which are made of metal members, when the welding conditions are not appropriate. The existence of such defects leads to a decrease in welding strength, which is not preferable.
そこで、従来、このような欠陥が溶接部に発見された場合には、溶接部の欠陥を含む部分を削り取り、削り取った部分にアーク溶接等によりさらに溶接を施工するようにして、溶接部の補修が行われてきた(特許文献1)。 Therefore, conventionally, when such a defect is found in the welded portion, the portion including the defect in the welded portion is scraped off, and the scraped portion is further welded by arc welding or the like to repair the welded portion. has been performed (Patent Document 1).
しかしながら、上記従来の溶接部の補修方法では、溶接部の欠陥を含む部分を削り取った後、さらに溶接を行わなければならず、補修作業に手間と多大な時間を要するという問題がある。 However, in the conventional method for repairing the welded portion, welding must be performed after scraping off the defective portion of the welded portion.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、補修作業の大幅な時間短縮を実現可能な溶接部欠陥の補修方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a method for repairing defects in a weld zone, which can significantly shorten the time required for repair work.
上記目的を達成するため、本発明の第1の態様の溶接部欠陥の補修方法は、溶接された被溶接部材の溶接部に存在する欠陥を補修する溶接部欠陥の補修方法であって、前記欠陥は前記溶接部の内部に存在する欠陥であり、レーザビームを前記溶接部に照射し、前記溶接部のうち前記欠陥周りの部分を溶融して補修溶接を行い、アーク溶接とレーザ溶接とを合わせて被溶接部材同士の溶接接合を行うレーザアークハイブリッド溶接を採用し、アーク放電によって前記溶接部を溶融させた状態でレーザビームを前記欠陥に向けて集光して照射するとともに前記溶接部の幅方向で揺動させて前記補修溶接を行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a method for repairing a defect in a weld zone according to a first aspect of the present invention is a method for repairing a defect existing in a weld zone of a welded member that has been welded, the method comprising: A defect is a defect existing inside the welded portion, and the welded portion is irradiated with a laser beam to melt a portion of the welded portion around the defect to perform repair welding, thereby performing arc welding and laser welding. At the same time, laser arc hybrid welding for welding and joining the welded members is adopted, and the laser beam is focused and irradiated toward the defect while the welded portion is melted by arc discharge. The repair welding is performed by swinging in the width direction.
第2の態様の溶接部欠陥の補修方法は、前記レーザビームを前記溶接部により形成された溶接線上で移動させながら前記溶接部に照射し、前記補修溶接を行うことを特徴とする。 A method for repairing a defect in a welded portion according to a second aspect is characterized in that the laser beam is irradiated to the welded portion while being moved on a weld line formed by the welded portion to perform the repair welding.
第3の態様の溶接部欠陥の補修方法は、前記レーザビームを前記溶接部の幅方向で揺動させるとともに前記レーザビームを前記溶接部により形成された溶接線上で移動させながら前記溶接部に照射して前記補修溶接を行い、揺動速度と移動速度を合成した走査速度が2.5m/min以下であり、揺動周期での移動距離が2.8mm以下であることを特徴とする。 A method for repairing a defect in a weld zone according to a third aspect includes irradiating the weld zone while oscillating the laser beam in the width direction of the weld zone and moving the laser beam on the weld line formed by the weld zone. Then, the repair welding is performed, the scanning speed obtained by combining the rocking speed and the moving speed is 2.5 m/min or less, and the moving distance in the rocking cycle is 2.8 mm or less.
本発明の溶接部欠陥の補修方法によれば、溶接部の内部に欠陥が存在する場合において、アーク溶接とレーザ溶接とを合わせて被溶接部材同士の溶接接合を行うレーザアークハイブリッド溶接を採用し、アーク放電によって溶接部を溶融させた状態でレーザビームを欠陥に向けて集光して照射するとともに溶接部の幅方向で揺動させて補修溶接を行うようにしたので、欠陥周りの部分が溶けて再び溶融池が形成され、欠陥が溶融池に取り込まれて消滅する。
これにより、アーク放電によって溶接部を溶融させた状態で欠陥周りの部分にレーザビーム溶接部の幅方向で揺動させながら照射するという簡単な構成で溶接部欠陥の補修を行うようにでき、補修作業の時間を大幅に短縮することができる。
According to the method for repairing weld defects of the present invention, when a defect exists inside the weld, laser arc hybrid welding is employed in which the members to be welded are welded together by combining arc welding and laser welding. In the state in which the weld is melted by arc discharge, a laser beam is condensed toward the defect and radiated, and the repair welding is performed by swinging the weld in the width direction. It melts and forms a molten pool again, and the defect is taken into the molten pool and disappears.
As a result, it is possible to repair the defect of the weld with a simple configuration in which the laser beam is irradiated to the part around the defect while the weld is melted by arc discharge while swinging in the width direction of the weld. Work time can be greatly reduced.
以下、本発明に係る溶接部欠陥の補修方法について図面を参照しながら説明する。
本発明に係る溶接部欠陥の補修方法では、例えば、アーク溶接とレーザ溶接とを合わせて施工することで金属部材である被溶接部材同士の溶接接合を行うレーザアークハイブリッド溶接の技術が適用される。
Hereinafter, a method for repairing a weld defect according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In the method for repairing defects in welded portions according to the present invention, for example, laser arc hybrid welding technology for welding and joining members to be welded, which are metal members, by performing arc welding and laser welding together is applied. .
図1を参照すると、レーザアークハイブリッド溶接を行うレーザアークハイブリッド溶接装置が突き合わせ溶接された被溶接部材S、Sの溶接部Wの補修作業を行っている状態で示されており、以下レーザアークハイブリッド溶接装置の概要について説明する。 Referring to FIG. 1, a laser arc hybrid welding apparatus for performing laser arc hybrid welding is shown in a state of repairing a welded portion W of butt welded members S, S, and will be hereinafter referred to as a laser arc hybrid. An outline of the welding device will be described.
レーザアークハイブリッド溶接装置1は、アーク溶接装置10とレーザ溶接装置20からなり、被溶接部材S、Sの溶接方向、即ち溶接部Wの連続する溶接線に沿う方向(図中に矢印で示す)に移動可能に構成されている。
The laser arc
アーク溶接装置10は、被溶接部材S、Sの溶接部Wに対し例えば溶接トーチ12の先端から消耗電極としての溶接ワイヤ14が斜めに送り出されるように構成されている。なお、アーク溶接装置10は、溶接トーチ12の先端に消耗しない電極棒を取り付けるようにしてもよく、これによりアーク放電のみ行うことも可能である。
The
一方レーザ溶接装置20は、レーザ発生装置(図示せず)から供給されるレーザビームLBをレーザ照射ヘッド22で集光して被溶接部材S、Sの溶接部Wに照射させるよう構成されている。また、レーザ溶接装置20は、レーザ照射ヘッド22を経て集光したレーザビームLBを被溶接部材S、Sの溶接線に対し垂直方向、即ち溶接部Wの幅方向(図中に矢印で示す)に揺動可能にも構成されている。レーザの種類としてはYAGレーザ、CO2レーザ、ファイバーレーザ、ディスクレーザ等が採用される。
On the other hand, the
このように構成されたレーザアークハイブリッド溶接装置1では、溶接線が溶接ワイヤ14の先端とレーザビームLBの集光点とを結ぶ線に一致するように被溶接部材S、Sがセットされ、溶接線に沿う方向(図中の矢印方向)に送られてアーク溶接、レーザ溶接の順に溶接作業が行われる。
In the laser arc
以下、本発明に係る溶接部欠陥の補修方法について詳細に説明する。
溶接構造物を構成する被溶接部材S、Sの溶接部Wについて非破壊検査等が実施され、溶接部Wの内部に、図2に示すようなポロシティ、融合不良、スラグ巻き込み、溶込不良、割れ等の欠陥が発見されると、当該欠陥部分にアーク放電とレーザ照射を行うべく、上記レーザアークハイブリッド溶接装置1を溶接部Wの溶接線が溶接ワイヤ14の先端とレーザビームLBの集光点とを結ぶ線に一致するようにセットする。
Hereinafter, a method for repairing defects in welded portions according to the present invention will be described in detail.
A nondestructive inspection or the like is performed on the welded portion W of the welded members S, S constituting the welded structure, and porosity, poor fusion, slag entrainment, poor penetration, as shown in FIG. When a defect such as a crack is found, the laser arc
以下、欠陥の状態に応じた補修方法を実施例1~実施例3として説明する。
[実施例1]
実施例1では、突き合わせ溶接された被溶接部材S、Sの溶接部Wの内部に欠陥が1箇所だけ存在している場合を例に説明する。
この場合、1箇所の欠陥だけを補修すればよいので、アーク溶接装置10とレーザ溶接装置20とを大きく移動させることなく補修作業を行う。
Hereinafter, repair methods according to the state of the defect will be described as Examples 1 to 3.
[Example 1]
In the first embodiment, a case in which only one defect exists inside the welded portion W of the members to be welded S, S that are butt-welded will be described as an example.
In this case, since only one defect needs to be repaired, the repair work is performed without moving the
先ず、アーク溶接装置10を作動させ、欠陥に向けて溶接ワイヤ14からアーク放電を行う。これにより、溶接部Wの欠陥の周辺部分が溶融する。この際、アーク放電で溶接部Wを完全に溶融させる必要はなく、溶接部Wをある程度溶融するようにアーク電流は適宜調整される。
First, the
そして、溶接部Wの欠陥の周辺部分がある程度溶融した状態になると、レーザ溶接装置20を作動させ、欠陥に向けてレーザ照射を行う。具体的には、レーザ照射ヘッド22で集光したレーザビームLBの照射位置が欠陥に対応した位置となるよう、アーク溶接装置10とレーザ溶接装置20とを共に移動させ、通常のレーザ溶接におけるレーザパワーでレーザ照射を行う。
Then, when the peripheral portion of the defect of the welded portion W is melted to some extent, the
さらに、レーザ照射ヘッド22で集光され照射されるレーザビームLBを溶接線に対し垂直方向、即ち溶接部Wの幅方向に揺動させる。ここでは、例えば一定の周期でレーザ照射ヘッド22を往復動させるようにしてレーザビームLBを搖動させる。
Further, the laser beam LB condensed and irradiated by the
このように、欠陥の周辺部分がアーク放電によってある程度溶融した状態でレーザビームLBを欠陥に向けて集光して照射すると、レーザビームLBはアーク放電よりも深い部分まで届くので、アーク放電によってある程度溶融した溶接部Wの欠陥の周辺部分はほぼ完全に溶融した状態とされ、再び溶融池が形成される。 In this way, when the laser beam LB is condensed and irradiated toward the defect in a state where the peripheral portion of the defect is melted by the arc discharge to some extent, the laser beam LB reaches a deeper portion than the arc discharge. The peripheral portion of the melted weld W defect is almost completely melted, and a molten pool is formed again.
これにより、溶接部Wの内部に存在していた欠陥は、溶接部Wの深い位置に存在しているような場合であっても、アーク放電とレーザビームLBとによって新たに形成される溶融池に取り込まれ、消滅する。 As a result, even if the defect existing inside the welded part W exists at a deep position in the welded part W, a new molten pool is formed by the arc discharge and the laser beam LB. absorbed into and disappear.
特に、レーザビームLBを溶接部Wの幅方向に揺動させることにより、溶接部Wの部分のみならず、溶接部Wの周辺の被溶接部材S、Sも一部溶融され、溶融池の範囲が元の溶接部Wの範囲よりも広がる。これにより、欠陥が溶融池に取り込まれ易くなり、欠陥が比較的大きい場合であっても、良好に消滅する。 In particular, by oscillating the laser beam LB in the width direction of the welded portion W, not only the portion of the welded portion W but also the members to be welded S, S around the welded portion W are partially melted, and the range of the molten pool is melted. is wider than the original weld zone W. This makes it easier for the defects to be incorporated into the weld pool, and even if the defects are relatively large, they disappear favorably.
例えば、欠陥がポロシティである場合には、ポロシティが溶融池の溶接金属によって埋められ、或いは、溶融池がレーザビームLBの揺動により攪拌されることでポロシティ内の気体が溶融池から大気中に放散されて、消滅する。 For example, when the defect is porosity, the porosity is filled with the weld metal of the molten pool, or the gas in the porosity is released from the molten pool into the atmosphere by agitating the molten pool by the oscillation of the laser beam LB. Dissipate and disappear.
さらには、レーザビームLBを揺動させることで、新たに欠陥が生じることが防止される。例えば、欠陥が溶接部Wの比較的深い位置に存在しているような場合、通常はレーザビームLBの出力を高くする必要があり、このようにレーザビームLBの出力が高いと新たに割れ等の欠陥が発生する可能性があるが、レーザビームLBを揺動させることにより、溶融池の範囲が広がるとともに溶融池が攪拌され、新たな欠陥が生じた側から溶融池に取り込まれ、新たな欠陥の生成が未然に防止される。 Furthermore, by oscillating the laser beam LB, it is possible to prevent new defects from occurring. For example, if the defect exists at a relatively deep position in the weld W, it is usually necessary to increase the output of the laser beam LB. However, by oscillating the laser beam LB, the range of the molten pool is expanded and the molten pool is agitated. Defect generation is obviated.
図3を参照すると、溶接部Wの内部の欠陥に対しアーク放電を行うとともにレーザビームLBを揺動させながら照射して補修溶接を行った補修結果が新たな溶接部W’として写真で示されているが、同写真に示すように、欠陥は良好に消滅する。 Referring to FIG. 3, the result of repair welding performed by performing arc discharge on the defect inside the weld W and irradiating the laser beam LB while oscillating is shown in the photograph as a new weld W′. However, as shown in the photograph, the defect disappears well.
なお、ここでは、レーザビームLBを揺動させるようにしているが、欠陥が溶接部Wの比較的浅い位置に存在している場合には、レーザビームLBを揺動させなくてもよい。レーザビームLBを揺動させないと、溶込み先端部幅が狭く溶融池の範囲も狭くなるのであるが、欠陥が溶接部Wの比較的浅い位置であれば欠陥を溶融池に取り込み、消滅させることが可能である。 Although the laser beam LB is oscillated here, the laser beam LB does not need to be oscillated if the defect exists at a relatively shallow position in the welded portion W. If the laser beam LB is not oscillated, the penetration tip width is narrow and the range of the molten pool is also narrow. is possible.
図4を参照すると、溶接部Wの内部の欠陥の補修可能な領域が、レーザビームLBを揺動させない場合(◆印)と所定揺動幅(例えば、幅6mm)で揺動させた場合(●印)とのそれぞれについて実験結果として示されている。同図に示すように、レーザビームLBを揺動させない場合には、レーザビームLBの溶込み先端部幅が狭いため、溶接部Wの深い位置にある欠陥については補修が難しいものの、溶接部Wの比較的浅い位置にある欠陥については補修可能である。一方、レーザビームLBを揺動させるようにすれば、溶接部Wの比較的浅い位置のみならず、溶接部Wの比較的深い位置(例えば、深さ20mm)及び溶接部Wの幅方向外縁付近にある欠陥についても十分に補修可能である。
Referring to FIG. 4, the defect repairable region inside the welded portion W is shown when the laser beam LB is not oscillated (marked with ♦) and when it is oscillated with a predetermined oscillation width (for example,
また、ここでは、欠陥に向けてアーク溶接装置10によりアーク放電を行った後にレーザ溶接装置20によりレーザ照射を行うようにしているが、アーク溶接装置10によりアーク放電を行うことなくレーザ溶接装置20によりレーザ照射だけを行うようにしてもよい。この場合であっても、例えば欠陥が比較的小さいような場合には、溶接部Wの欠陥周りの部分を十分に溶融し、溶融池を形成することは可能である。
Further, here, the laser irradiation is performed by the
また、アーク溶接装置10において、消耗電極として溶接ワイヤ14を用いている場合、溶接ワイヤ14が溶加材として溶出して新たな溶接金属を形成することになるが、溶接ワイヤ14に代えて消耗しない電極棒を用いた場合には、アーク放電だけが行われることになり、溶接ワイヤ14の消費が抑えられる。
Further, when the
[実施例2]
実施例2では、突き合わせ溶接された被溶接部材S、Sの溶接部Wの内部に欠陥が溶接線に沿い連続して複数存在している場合を例に説明する。
この場合には、欠陥が存在する溶接部Wの範囲において、アーク溶接装置10を作動させて溶接ワイヤ14からアーク放電を開始した後、アーク溶接装置10とレーザ溶接装置20とを溶接線に沿って移動させながら、レーザ溶接装置20をも作動させて溶接部Wに向けてレーザ照射を連続的に実施する。
[Example 2]
In the second embodiment, a case in which a plurality of defects continuously exist along the weld line inside the welded portion W of the butt-welded members S, S will be described as an example.
In this case, after the
この際、アーク溶接装置10とレーザ溶接装置20とを溶接線に沿って移動させながら、レーザ照射ヘッド22で集光され照射されるレーザビームLBを溶接線に対し垂直方向、即ち溶接部Wの幅方向に揺動させる。
At this time, while moving the
即ち、図5に溶接線に沿う距離と揺動幅との関係を模式的に示すように、レーザビームLBを溶接線に沿って移動させながら同時に溶接部Wの幅方向に揺動させ、走査させる。
このようにレーザビームLBを移動させつつ揺動を繰り返して走査させる場合、上記実施例1の場合のような移動せずに揺動させただけの状況とは異なり、レーザビームLBの中心は同一軌跡上を再び通らない。故に、溶接部Wを十分に溶融させて溶融池を形成するためには、レーザビームLBの揺動速度と移動速度、即ちこれらを合成したレーザ走査速度、及び、レーザビームLBの重なり度合いと相関のあるレーザビームLBの揺動周期での移動距離(以下、ピッチという)が重要な要素となる。
That is, as schematically shown in FIG. 5, the relationship between the distance along the weld line and the oscillation width is obtained by moving the laser beam LB along the weld line and simultaneously oscillating it in the width direction of the welded portion W, thereby scanning the laser beam LB. Let
In the case where the laser beam LB is moved and repeatedly swung for scanning, the center of the laser beam LB is the same, unlike the situation where the laser beam LB is swung without being moved as in the case of the first embodiment. Do not pass over the trajectory again. Therefore, in order to sufficiently melt the welded portion W to form a molten pool, the oscillation speed and the moving speed of the laser beam LB, that is, the laser scanning speed obtained by combining these, and the degree of overlap of the laser beam LB and the correlation The movement distance (hereinafter referred to as pitch) of the laser beam LB in a certain oscillation cycle is an important factor.
ここでは、具体的には、レーザ走査速度が2.5m/min以下、ピッチが図5に示すように2.8mm以下となるようにレーザ走査速度とピッチを設定し、レーザビームLBを走査させる。 Here, specifically, the laser scanning speed and pitch are set so that the laser scanning speed is 2.5 m/min or less and the pitch is 2.8 mm or less as shown in FIG. 5, and the laser beam LB is scanned. .
図6を参照すると、揺動幅と揺動周波数とを種々変化させレーザ走査速度を可変して溶接部Wの補修を行った場合の実験結果が示されている。同図において、横軸がレーザ走査速度を示し、縦軸は溶込み深さ/溶込み先端部幅(溶込み深さを溶込み先端部幅で除した値)を示している。ここでは、溶接条件として、アーク電流は100A、125A、150Aの何れかとし、レーザパワーは10kW、15kWの何れかとし、シールドガスとしてCO2(流量20L/min)を用いた。 Referring to FIG. 6, experimental results are shown in the case of repairing the welded portion W by varying the oscillation width and oscillation frequency and varying the laser scanning speed. In the figure, the horizontal axis indicates the laser scanning speed, and the vertical axis indicates the penetration depth/penetration tip width (value obtained by dividing the penetration depth by the penetration tip width). Here, as welding conditions, the arc current was either 100 A, 125 A or 150 A, the laser power was either 10 kW or 15 kW, and CO 2 (flow rate 20 L/min) was used as the shielding gas.
レーザビームLBの移動速度を常用される所定の移動速度として、例えば揺動周波数が小さい場合には、レーザ走査速度は小さくなるもののピッチが大きくなり、溶込み深さ/溶込み先端部幅は大きくなる傾向にある。 Assuming that the moving speed of the laser beam LB is a predetermined moving speed that is commonly used, for example, when the oscillation frequency is small, the laser scanning speed is low, but the pitch is large, and the penetration depth/penetration tip width is large. tend to become
図6において、○印はレーザ走査速度が2.5m/minを超えている場合、或いは、ピッチが2.8mmを超えている場合に該当しており、例えば、○印のうち、レーザ走査速度が1.2m/min近傍で溶込み深さ/溶込み先端部幅が値3以上の3点では、ピッチがそれぞれ2.9mm、3.6mm、4.9mmと2.8mmを超えており、レーザ走査速度が2.7m/min近傍で溶込み深さ/溶込み先端部幅が値1近傍の1点では、レーザ走査速度が2.5m/minを超え且つピッチも4.4mmと2.8mmを超えている。これらの場合には、それぞれ対応する写真(a)及び写真(c)に示すように、欠陥が消滅していないか或いは新たな欠陥が生じ、補修溶接としては不適切である。
一方、図6において、●印はレーザ走査速度が2.5m/min以下且つピッチが2.8mm以下となる場合に該当しており、この場合には、対応する写真(b)に示すように、欠陥が消滅しているか或いは新たな欠陥も生じておらず、補修溶接は適切である。
In FIG. 6, the ◯ mark corresponds to the case where the laser scanning speed exceeds 2.5 m/min or the case where the pitch exceeds 2.8 mm. At three points where the penetration depth/penetration tip width is 3 or more in the vicinity of 1.2 m/min, the pitches exceed 2.9 mm, 3.6 mm, 4.9 mm and 2.8 mm, respectively. At one point where the laser scanning speed is around 2.7 m/min and the penetration depth/penetration tip width is around 1, the laser scanning speed exceeds 2.5 m/min and the pitch is 4.4 mm. over 8 mm. In these cases, as shown in the corresponding photographs (a) and (c), the defects are not eliminated or new defects are generated, which is inappropriate for repair welding.
On the other hand, in FIG. 6, the ● mark corresponds to the case where the laser scanning speed is 2.5 m/min or less and the pitch is 2.8 mm or less. , the defect has disappeared or no new defect has occurred, and repair welding is appropriate.
このように、レーザ走査速度が2.5m/min以下且つピッチが2.8mm以下となるようにレーザ走査速度とピッチとを設定することで、レーザビームLBを適正に走査させながら欠陥の補修を行うようにでき、欠陥が溶接部Wの内部に溶接線に沿い連続して複数存在している場合であっても、高品質の補修溶接を実現することができる。 Thus, by setting the laser scanning speed and the pitch so that the laser scanning speed is 2.5 m/min or less and the pitch is 2.8 mm or less, defects can be repaired while the laser beam LB is properly scanned. Even if a plurality of defects continuously exist inside the weld W along the weld line, high-quality repair welding can be realized.
特に、上記実施例1において図4で示したように、溶接部Wの内部の欠陥を補修可能な領域内に欠陥が有り、レーザビームLBの揺動をこれに対応する所定揺動幅(例えば、幅6mm)の範囲で実施する場合には、1パスの補修溶接で高品質の補修溶接を実現することができる。なお、欠陥が当該補修可能な領域を超えて広範囲に存在している場合であっても、補修溶接をマルチパスで行うことにより、同様に高品質の補修溶接を実現することができる。
In particular, as shown in FIG. 4 in the first embodiment, there is a defect in the region where the defect inside the welded portion W can be repaired, and the oscillation of the laser beam LB is set to a predetermined oscillation width (for example, ,
なお、アーク溶接装置10によりアーク放電を行うことなくレーザ溶接装置20によりレーザ照射だけを行うようにしてもよい点、溶接ワイヤ14に代えて消耗しない電極棒を用いてもよい点は実施例1の場合と同様である。
Note that the
[実施例3]
実施例3では、隅肉溶接された被溶接部材S、Sの一対の溶接部Wの内部に溶込不良からなる欠陥が存在している場合を例に説明する。なお、溶接部Wの内部には本来溶接されるべき部分をも含んでいる。
[Example 3]
In the third embodiment, a case in which a defect due to insufficient penetration exists inside a pair of welded portions W of the members to be welded S, S that are fillet welded will be described as an example. In addition, the inside of the welded portion W also includes a portion to be welded.
隅肉溶接では、図7に示すように、特に溶接部Wの内部で被溶接部材S、S同士が溶接されていないまま残っているような溶込不良からなる欠陥が有り、このような欠陥であっても、レーザアークハイブリッド溶接装置1を用いて補修することが可能である。
In fillet welding, as shown in FIG. 7, there are defects due to poor penetration such that the members to be welded S, S are left unwelded inside the welded portion W, and such defects However, it can be repaired using the laser arc
即ち、一対の溶接部Wの一方或いは双方において、実施例1及び実施例2で述べたと同様にして、アーク溶接装置10を作動させてアーク放電を行い、レーザ溶接装置20により溶接部Wに向けてレーザ照射を実施する。
That is, in one or both of the pair of welded portions W, the
これにより、図8に示すように、被溶接部材S、S同士の溶込不良となっていた部分において新たに溶融池が形成され、被溶接部材S、S同士が更なる欠陥の発生なく良好に溶接されて溶込不良が解消され、新たな溶接部W’が形成される。 As a result, as shown in FIG. 8, a new molten pool is formed in the portion where the penetration between the members to be welded S and S was poor, and the members to be welded S and S are good without further defects. , the poor penetration is eliminated, and a new welded portion W' is formed.
以上説明したように、本発明に係る溶接部欠陥の補修方法によれば、溶接部Wの内部にポロシティ、融合不良、スラグ巻き込み、溶込不良、割れ等の欠陥が発見された場合において、欠陥周りの部分に少なくともレーザビームLBを集光して照射することにより、欠陥周りの部分を溶融させて再び溶融池を形成でき、当該溶融池に欠陥を取り込みながら欠陥を良好に消滅させることができる。これにより、欠陥周りの部分にレーザビームLBを照射するという簡単な構成にして溶接部Wの内部に存在する欠陥の補修を良好に行うようにでき、溶接部Wの補修作業の時間を大幅に短縮することができる。 As described above, according to the method for repairing defects of welded portions according to the present invention, when defects such as porosity, poor fusion, slag entrainment, poor penetration, and cracks are found inside the welded portion W, the defects By condensing and irradiating at least the laser beam LB to the surrounding portion, the portion around the defect can be melted and a molten pool can be formed again, and the defect can be favorably eliminated while incorporating the defect into the molten pool. . As a result, the defect present inside the welded portion W can be repaired satisfactorily with a simple configuration of irradiating the portion around the defect with the laser beam LB, and the repair work time of the welded portion W can be greatly reduced. can be shortened.
この場合において、レーザアークハイブリッド溶接の技術を適用し、アーク放電を行いつつレーザビームLBを集光して溶接部Wに照射することにより、溶接部Wをアーク放電により欠陥の周辺部分を含めてある程度まで溶融させた状態でレーザビームLBを照射でき、欠陥の周辺部分をほぼ完全に溶融させて溶融池を形成し、十分に補修溶接を行うことができる。 In this case, the technique of laser arc hybrid welding is applied, and the laser beam LB is condensed and irradiated to the welded portion W while performing arc discharge, so that the welded portion W including the peripheral portion of the defect is formed by the arc discharge. It is possible to irradiate the laser beam LB in a state of being melted to a certain extent, and the peripheral portion of the defect is almost completely melted to form a molten pool, and sufficient repair welding can be performed.
また、集光したレーザビームLBを溶接部Wの幅方向で揺動させるようにすることで、溶融池の範囲を元の溶接部Wの範囲よりも広げ、欠陥を溶融池に取り込み易くでき、欠陥が比較的大きい場合であっても良好に消滅させることができるとともに、溶融池が攪拌されることで新たな欠陥の発生を未然に防止できる。 In addition, by oscillating the focused laser beam LB in the width direction of the welded portion W, the range of the molten pool is expanded from the original range of the welded portion W, and defects can be easily captured in the molten pool. Even if the defect is relatively large, it can be eliminated satisfactorily, and by stirring the molten pool, the occurrence of new defects can be prevented.
また、レーザビームLBを溶接部Wの幅方向で揺動させるとともに溶接部Wにより形成された溶接線上で移動させながら溶接部Wに照射するようにし、このときの走査速度を2.5m/min以下とし、ピッチを2.8mm以下とすることにより、溶接部Wに溶接線に沿って複数の欠陥が連続して存在しているような場合において、新たな欠陥の発生を未然に防止しながら、高品質の補修溶接を実現することができる。 In addition, the laser beam LB is oscillated in the width direction of the welded portion W and irradiated to the welded portion W while being moved on the weld line formed by the welded portion W. At this time, the scanning speed is 2.5 m/min. By setting the pitch to 2.8 mm or less, in the case where multiple defects continuously exist along the weld line in the weld W, while preventing the occurrence of new defects. , high quality repair welding can be realized.
以上で本発明に係る実施形態の説明を終えるが、実施形態は上記に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
例えば、上記実施形態では、レーザアークハイブリッド溶接の技術を適用し、レーザアークハイブリッド溶接装置1を用いて溶接部Wの補修溶接を行うようにしたが、アーク放電を行わずレーザ照射だけで補修溶接を行う場合には、レーザアークハイブリッド溶接装置1に代えてレーザ溶接装置を用いるようにしてもよい。
Although the description of the embodiment according to the present invention is finished above, the embodiment is not limited to the above, and can be variously modified without departing from the gist of the invention.
For example, in the above-described embodiment, the technique of laser arc hybrid welding is applied and the laser arc
また、上記実施形態では、被溶接部材S、Sの突き合わせ溶接における溶接部W、或いは隅肉溶接における溶接部Wの内部に存在する欠陥の補修を例に説明したが、溶接部Wの内部に欠陥が存在していれば、本発明に係る溶接部欠陥の補修方法を適用可能である。 Further, in the above-described embodiment, repair of a defect existing inside the welded portion W in butt welding of the members S to be welded S, or in the welded portion W in fillet welding has been described as an example. If the defect exists, the method of repairing the weld defect according to the present invention can be applied.
1 レーザアークハイブリッド溶接装置
10 アーク溶接装置
12 溶接トーチ
14 溶接ワイヤ
20 レーザ溶接装置
22 レーザ照射ヘッド
LB レーザビーム
S 被溶接部材
W、W’ 溶接部
1 laser arc
Claims (3)
前記欠陥は前記溶接部の内部に存在する欠陥であり、
レーザビームを前記溶接部に照射し、前記溶接部のうち前記欠陥周りの部分を溶融して補修溶接を行い、
アーク溶接とレーザ溶接とを合わせて被溶接部材同士の溶接接合を行うレーザアークハイブリッド溶接を採用し、アーク放電によって前記溶接部を溶融させた状態でレーザビームを前記欠陥に向けて集光して照射するとともに前記溶接部の幅方向で揺動させて前記補修溶接を行う、溶接部欠陥の補修方法。 A weld defect repair method for repairing a defect existing in a weld of a welded member to be welded,
The defect is a defect existing inside the weld,
irradiating the welded portion with a laser beam to melt a portion of the welded portion around the defect to perform repair welding;
Adopting laser arc hybrid welding for welding and joining the members to be welded by combining arc welding and laser welding, the laser beam is focused toward the defect while the welded portion is melted by arc discharge. A method for repairing a defect in a welded portion, wherein the repair welding is performed by irradiating and swinging the welded portion in the width direction.
揺動速度と移動速度を合成した走査速度が2.5m/min以下であり、揺動周期での移動距離が2.8mm以下である、請求項1または2に記載の溶接部欠陥の補修方法。 The repair welding is performed by irradiating the weld while moving the laser beam on the weld line formed by the weld,
3. The method for repairing defects in welds according to claim 1 or 2, wherein the scanning speed obtained by combining the rocking speed and the moving speed is 2.5 m/min or less, and the moving distance in the rocking cycle is 2.8 mm or less. .
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