JPH0295599A - 溶接スラグの除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、鋼管や厚鋼板の自動溶接時の溶接スラグの除
去回収方法に関する。

〔従来の技術］ ＵＯ鋼管などの鋼管の外面や厚鋼板などをサブマージア
ーク溶接により突き合わせ溶接を行う場合には、溶接時
に母材の開先周辺にフラックス残漬や溶融金属残渣など
の溶接スラグ（以下単にスラグと記す）が付着したまま
固化するという欠点があった。

従来、このスラグを剥離除去する手段としては１作業員
がハンマやジェットタガネあるいはチッパなどを用いて
手作業でスラグを打ち砕き除去してあり、非常に能率が
悪いという問題があった。

そこで、このような問題を解消するスラグの除去手段と
して、第３図に示すような方法がある。

この方法は、溶接台車１１で移送される鋼管３の外表面
を溶接トーチ５により溶接し、フラックス４をフラック
ス回収ノズル６で回収した後、スラグｌを押圧ローラ１
２で破砕し、かき取り板９でスラグｌを鋼管３より剥離
させて、吸引装置ｌＯで捕集するものである。

また特開昭６１−５６７７９号公報にはスラグ自動回収
装置が開示されており、スラグが凝固する直前に圧力ソ
リでスラグを変形浮上させ、ジェットタガネを用いて細
砕して除去回収するようになっている。

［発明が解決しようとする課題ｌ このような従来技術において、前者は抑圧ローラでのス
ラグの破砕が必ずしも安定しておらず吸引装置が吸引で
きる大きさに砕けない場合は、吸引できずに残ってしま
い、従って、除去回収率が低（、かつ残留したスラグが
その後の鋼管搬出時に落下、散乱して、溶接台車の走行
に障害を及ぼす欠点がある。

後者の場合は、スラグを冷却しながら外力を加えて除去
するものであるから、溶接点から除去装置までの間に空
冷させるための時間が必要となり、従って、ある程度の
距離を確保する必要がある。そのため、サイズの異なる
鋼管を１本ずつ溶接するような場合は、その距離を確保
するために溶接終了後も回収装置まで溶接速度と同等あ
るいは空冷に要する最低限の時間をかけて送る必要が生
じるから、溶接装置の処理能力が小さくなるという問題
が生じる。

また、その距離が長い場合は、溶接速度を変更したとき
、回収装置へのスラグ到着時間が当然変化し、それによ
ってスラグの温度も変化する。溶接速度が速くなった場
合はスラグの剥離性が悪く十分除去しきれず、また、速
度が遅い場合は回収装置の前で剥離し、回収装置の外に
こぼしてしまい除去回収率が低下するなどの問題がある
。

本発明は、上記のような課題を解決すべくなされたもの
であって、鋼管や厚鋼板の自動溶接時に発生する溶接ス
ラグの新規な除去回収方法を提供することを目的とする
。

【課題を解決するための手段Ｊ 本発明は自動溶接装置の溶接点より下流側で溶接スラグ
に断続的な切り込み溝を施工し、次いで強制的にスラグ
を冷却し、その後スラグな剥離、捕集する溶接スラグの
除去方法である。

〔作用ｊ スラグが小片に砕けにくい原因は、スラグ自身の熱およ
び溶接金属からの熱伝導により、スラグの温度がまだ高
（、スラグの粘性が高いことにある。そこで、連続する
スラグに断続的な切込み溝を施工して部分的に減厚する
ことで厚み差によって、冷却速度と機械強度に差異を生
じさせることができ、次いで強制的に冷却することによ
って短時間に減厚部に亀裂を発生させ易くすることがで
きる。従って、減厚部の間隔を管理すれば所望の大きさ
にスラグを破砕することができ、この大きさを除去回収
しやすい大きさに設定することによって効率のよいスラ
グ除去回収が可能となる。

第２図は本発明によるスラグ破砕機構を説明する概念図
であり、上側に溶接部の縦断面図を示し、その下側にそ
の温度分布を示したものである。

第２図（ａ）は溶接後そのままの状態を示し、母材例え
ば、ＷＡ管３の溶接金属２上にスラグｌが付着している
。スラグｌはほぼ一様の厚みでその温度分布は時間経過
とともに低（なるものの破砕寸法である数ｃｍ単位では
、はぼ−株分布と考えてもよい。

第２図（ｂ）はスラグ断面に断続的な切込み溝１４を加
工して部分的に減厚部を形成した場合を示しものである
。下側の温度曲線に示すようにスラグは厚み差によって
温度差が生じる。

さらに第２図（Ｃ）のように強制的に空冷１５などで冷
却すると減厚部１７の温度低下は進み、剛性は高まると
共に引張応力１６が生ずる。このとき減厚部１７の収縮
ｆｆ１１９は元厚部よりも大きいが、元厚部の温度が高
く、粘性が十分にあるため減厚部１７の収縮ｆｆ１１９
は元厚部の変形で吸収され亀裂は生じない。

第２図（ｄ）ではさらに冷却が進み、減厚部１７の剛性
は高（、もろい状態となる。一方元厚部も冷却が進むに
つれ収縮１９が生じるようになるため１元厚部と減厚部
の境界部１８に応力集中が生じもろくなっている減厚部
１７は粘性変形できずに破断に至る。従って、切込み満
１４の間隔をスラグ除去容易な寸法に設定することによ
って、次にスラグを捕集する際に効率よく除去、捕。

集することができる。また本方法によればスラグの元厚
の厚さにかかわらず減厚部厚みを適当に調整することに
よって効率のよいスラグ除去回収を実現することができ
る。

〔実施例］ 第１図はＵＯ鋼管の外面溶接における本発明方法の実施
例の説明図である。鋼管３上にフラックス４を散布し、
その中に内に溶接ワイヤ５を送給して溶接を行う、未溶
融のフラックスは回収器６で回収する。その後、溶接部
は溶接金属上に溶接スラグｌが残存し露出した状態で鋼
管とともに溶接下手側へ進行する０次にレーザガウジン
グ装置７によってスラグｌに横断切込み溝を施工し、ス
ラグ断面を部分的に減厚する。レーザの照射条件はレー
ザ走行速度を１ｍ／ｍｉｎとすれば、出力が０．５〜３
ｋＷ、ビーム径は０．１〜０．５ｍｍとすることで有効
なガウジングが可能である。

出力０．５ｋＷ未満またはビーム径０．５　ｍ　ｍ超で
はスラグを溶融するに至らず、出力３ｋＷ超とし、また
はビーム径０．１ｍｍ未満とするとガウジング溝が深く
なりすぎてスラグを貫通し、溶接金属を傷つけるおそれ
がある。

第１表にこの範囲での実施結果を示す。

第１表 切込み溝の施工間隔はレーザ照射間隔を調整して、スラ
グ除去容易なスラグ寸法となるようにする。

次に冷却器８からの空気によってスラグを表面から強制
冷却し、減厚部（切込み溝の底部）に亀裂を発生させる
。その後、かき取り板９でスラグを溶接金属により剥離
させ、小片にしてスラグ吸引・捕集機ｌＯで捕集する。

また吸引方式ではなくスラグ小片を鋼管側面の捕集シュ
ートへ払い落とす方法を用いてもよい。

なお、この場合、切込み溝の方向を鋼管軸方向に対して
角度を付けることでスラグの一定方向への払い落しを容
易にすることができる。

また、切込み溝施工方法としてはレーザ光加工に限らず
、例えばディスクサンタなど機械的方法を用いてももち
ろん本目的を達成することができる。

［発明の効果］ 従来のスラグ回収方法に比較して安定して効率よくスラ
グを除去回収することができるため、スラグ除去作業費
の低減および回収スラグの再利用率の向上を図ることが
でき、溶接コストを低減することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＵＯ鋼管の外面溶接において本発明方法を実施
した実施例の説明図、第２図はスラグ破砕機機構を説明
する概念図、第３図は従来方式の説明図である。 ｌ・・・スラグ　　　　　２・−溶接金属３・・・鋼管
　　　　　　４・・・フラックス５・・・溶接ワイヤ　
　　６・・・フラックス回収器７・・・レーザガウジン
グ装置 ８・・・冷却器　　　　　９・・・かき取り板ｌＯ・・
・スラグ吸引・捕集機 １１・・・溶接台車 １４・・・切込み満 １２−・−押圧ローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　自動溶接装置の溶接点より下流側で、溶接スラグに
   、切込み溝を間隔をあけて施工し、次いで該スラグを強
   制的に冷却し、その後スラグを剥離、捕集することを特
   徴とする溶接スラグの除去方法。