JP7470837B1 - ホットワイヤを使用したサブマージアーク溶接方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、本発明に係るホットワイヤを使用したサブマージアーク溶接方法では、1パス溶接となるので、多パス溶接の場合に比べて溶接部の外観も良好になる。さらにアークが開先内に埋もれた状態で溶接できるので、アーク光線が外に出ることがなく、作業性を向上できる。
本溶接方法は、鋼板5として例えば、橋梁に使用されるデッキプレート鋼床版に好適に採用することができ、このようなデッキプレート鋼床版における現場溶接部の溶接に対して高い適用性をもつ。
先行溶接ワイヤ2は、溶接装置1の先行トーチ11(第1ワイヤトーチ)に保持される。ホットワイヤ3は、溶接装置1の後行トーチ12(第2ワイヤトーチ)に保持される。
図4(a)は、板厚が16mmの鋼板5Aの開先51に1パス溶接によって施工した溶接部100A(100)を示している。図4(b)は、板厚が19mmの鋼板5Bの開先51に1パス溶接によって施工した溶接部100B(100)を示している。
溶接装置1は、溶接ヘッド10と、ホットワイヤ自動供給機15と、を備えている。溶接ヘッド10及びホットワイヤ自動供給機15は、連結部151を介して一体的に連結され、それぞれがレール17上を走行可能な台車16A、16Bに搭載されている。
本溶接装置1では、先行溶接ワイヤ2とホットワイヤ3との極間Dを一定に維持した状態で溶接ヘッド10を溶接方向Xに沿って移動させながら溶接する。
これにより、本実施形態では、溶接時間の短縮を図ることができ、さらに溶接欠陥の削減が可能となるので高品質な溶接を行うことができる。そのため、例えば、橋梁のデッキプレート鋼床版における現場溶接部に対して好適である。
また、本実施形態に係るホットワイヤ3を使用したサブマージアーク溶接方法では、1パス溶接となるので、多パス溶接の場合に比べて溶接部100の外観も良好になる。さらにアークが開先51内に埋もれた状態で溶接できるので、アーク光線が外に出ることはなく、作業性を向上できる。
そのため、例えばサブマージアーク溶接単独で行う場合に比べて、先行溶接ワイヤ2の入熱量を、大幅(例えばルートギャップRgが6mmの場合において略20%)に低減することができ、溶接された部材における靭性による機械的性質を向上させることができる。
そのため、鋼板5の板厚が19mmで1パス溶接を行った場合であっても、先行溶接ワイヤ2の入熱量を例えば100kJ/cm以下に抑えることができ、溶接された部材における靭性による機械的性質を向上させることができる。
そのため、開先51内にカットワイヤ4を散布厚8~18mmで散布することで、板厚16mmから19mmまでの鋼板5においてより確実に1パスで溶接することができる。
そのため、先行溶接ワイヤ2とホットワイヤ3との極間が40mm以下に設定されているので、板厚16mmから19mmまでの鋼板においてより確実に1パスで溶接することができる。
そのため、先行トーチ11で供給される先行溶接ワイヤ2と、後行トーチ12で供給されるホットワイヤ3との極間が溶接ヘッド10によって一定に維持されたまま溶接装置1を溶接方向に移動して溶接されるので、効率よく溶接でき、かつ溶接精度を向上させることができる。
そのため、ホットワイヤ自動供給機15も溶接ヘッド10と一定の距離を維持したまま移動できるので、効率よく溶接でき、かつ溶接精度を向上させることができる。
実施例では、板厚と材料が異なる3つの実施例1~3と比較例1、2の合計4つの開先を有する試験鋼板に対して溶接を行った。実施例1~3は、開先にカットワイヤを散布し、ホットワイヤを使用したサブマージアーク溶接方法により1パスにより溶接を実施した。比較例1、2は、サブマージアーク溶接のみで1パスにより溶接を実施した。
実施例1は、板厚tが16mmで一般タイプの溶融フラックスからなる鋼板を使用した。
実施例2は、板厚tが16mmで靭性タイプの溶融フラックスからなる鋼板を使用した。
実施例3は、板厚tが19mmで一般タイプの溶融フラックスからなる鋼板を使用した。
比較例1は、板厚tが16mmで一般タイプの溶融フラックスからなる鋼板を使用した。
比較例2は、板厚tが16mmで靭性タイプの溶融フラックスからなる鋼板を使用した。
(溶接条件)
先行トーチ電流・電圧: 600~900A・31~40V
先行溶接ワイヤ送給速度: 16-26cm/min
先行溶接ワイヤ直径: 4.8mm
ホットワイヤ直径: 1.2mm
極間D: 0~40mm
ホットワイヤ送給速度: 0~9.9cm/min
ホットワイヤ突出長L2: 30~35mm
後行トーチ電流: 0~120A
トーチ間角度R: 45°
カットワイヤ散布厚: 8~18mm
また、とくに実施例1のルートギャップRgが6mmの場合には、75.5kJ/cmとなり、比較例1のルートギャップRgが6mmの場合の91.2kJ/cmに比べて入熱量が略20%低減できることがわかった。また実施例2のルートギャップRgが6mmの場合にも、比較例1と比べて入熱量が略18%低減できることがわかった。
また、第2ワイヤトーチに向けてホットワイヤ3を自動で送るホットワイヤ自動供給機15が設けられ、ホットワイヤ自動供給機15が溶接ヘッド10とともに溶接方向に沿って移動する構成としているが、これに限定されることはない。
2 先行溶接ワイヤ
3 ホットワイヤ
4 カットワイヤ
10 溶接ヘッド
11 先行トーチ(第1ワイヤトーチ)
12 後行トーチ(第2ワイヤトーチ)
15 ホットワイヤ自動供給機
Claims (8)
- 鋼板の開先内にカットワイヤを散布する工程と、
電源から電流を出力して先行溶接ワイヤに通電を行い、母材の開先内と前記先行溶接ワイヤとの間でアークを発生させる工程と、
電源から通電を行って半溶融状態まで加熱したホットワイヤを、前記アークの後方側に形成される溶融池に供給しながら溶接を進行させる工程と、
を有し、
前記鋼板は、板厚が16mm~19mmであり、前記開先のルートギャップが12mm以下であり、
1パス施工により溶接を行い、
前記鋼板の板厚が16mmの場合において、前記先行溶接ワイヤの入熱量が70~80kJ/cmであるホットワイヤを使用したサブマージアーク溶接方法。 - 前記ホットワイヤの入熱量は、1.0~2.0kJ/cmである、請求項1に記載のホットワイヤを使用したサブマージアーク溶接方法。
- 鋼板の開先内にカットワイヤを散布する工程と、
電源から電流を出力して先行溶接ワイヤに通電を行い、母材の開先内と前記先行溶接ワイヤとの間でアークを発生させる工程と、
電源から通電を行って半溶融状態まで加熱したホットワイヤを、前記アークの後方側に形成される溶融池に供給しながら溶接を進行させる工程と、
を有し、
前記鋼板は、板厚が16mm~19mmであり、前記開先のルートギャップが12mm以下であり、
1パス施工により溶接を行い、
前記鋼板の板厚が19mmの場合において、前記先行溶接ワイヤの入熱量が78~98kJ/cmであるホットワイヤを使用したサブマージアーク溶接方法。 - 前記ホットワイヤの入熱量は、1.0~2.0kJ/cmである、請求項3に記載のホットワイヤを使用したサブマージアーク溶接方法。
- 前記カットワイヤの散布厚は、8~18mmである、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のホットワイヤを使用したサブマージアーク溶接方法。
- 前記先行溶接ワイヤと前記ホットワイヤとの極間は、40mm以下である、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のホットワイヤを使用したサブマージアーク溶接方法。
- 前記先行溶接ワイヤを供給する第1ワイヤトーチと、前記ホットワイヤを供給する第2ワイヤトーチと、を一体に設けた溶接ヘッドを有する溶接装置を使用し、前記先行溶接ワイヤと前記ホットワイヤとの極間を一定に維持した状態で前記溶接ヘッドを溶接方向に沿って移動させながら溶接する、請求項6に記載のホットワイヤを使用したサブマージアーク溶接方法。
- 前記第2ワイヤトーチに向けて前記ホットワイヤを自動で送るホットワイヤ自動供給機が設けられ、
前記ホットワイヤ自動供給機は、前記溶接ヘッドとともに前記溶接方向に沿って移動する、請求項7に記載のホットワイヤを使用したサブマージアーク溶接方法。
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