JPH03210971A - サブマージアーク溶接装置および溶接方法 - 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） 本発明は溶接用ワイヤ表面の銅めっき皮膜剥離が少なく
、剥離してもその剥離片が溶接部やフラックス中に落下
することのないサブマージアーク溶接装置と溶接方法に
関するものである。

（従来の技術） サブマージアーク溶接は、表面におよそ０．５〜１．２
μＩ厚の銅めっきを施した溶接用ワイヤを用い、これを
被溶接物上に予め散布された粉粒状のフラックス中に溶
接装置で送り込み、ワイヤ先端と被溶接物との間にアー
クを発生させることにより行われる。

第４図は、従来のサブマージアーク溶接装置の一例を示
す図であり、コンジットチューブから溶接トーチ部分ま
での概略図である。ワイヤ３０は送り出し機構（図示省
略）からスプリング３１を内装したコンジットチューブ
３２により、矯正ロール３３に送られ、曲がりが除去さ
れた後、水冷式溶接トーチ３４の先端のチンプ３５に供
給される。なお、図中３６はコンジットチューブ同志を
接続する継手であり、一般には配管用炭素鋼鋼管からで
きている。

ところが、この従来装置ではワイヤ供給時にワイヤ表面
の銅めっき皮膜が剥離することがある。

コンジットチューブは内部にスプリングを有しており、
ワイヤはスプリングと接触しながら溶接トーチ側へと供
給されるので、表面の銅めっき皮膜がスプリングにより
削り取られる。特に、カーフのきつい部分のコンジット
チューブではワイヤとスプリングとが強く接触するので
、銅めっき皮膜が削り取られやすい、また、コンジット
チューブ同志を接続する継手部分でも、ワイヤが直接継
手内面と接触するため、銅めっき皮膜の剥離が発生する
。削りとられた粉状の銅めっき皮膜はコンジットチュー
ブ内に集積し、ワイヤにより溶接トーチに持ち込まれ、
フラックス或いは溶接部に落下する。この銅粉が溶接金
属に入ると溶接方向に直角な横割れ、Ｃｕ割れと呼ばれ
る溶接欠陥が発生する。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の課題は、ワイヤ表面の銅めっき皮膜の剥離に起
因する溶接割れを防止することにある。

具体的には、銅めっき皮膜の剥離が少なく、剥離しても
溶接部やフラックス中に混入することがないサブマージ
アーク溶接装置と、その装置を用いた溶接方法を提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段） 銅めっき皮膜の剥離に起因する溶接割れを減少させるに
は、剥離の絶対量を減らすか、剥離があっても溶接部や
フラックス中へ混入しないようにするのが有効である。

そこで、本発明者らは銅めっき皮膜の剥離を少なくする
ことができ、剥離しても溶接部等へ落下することがない
装置を開発すべく、鋭意検討を重ねた結果、下記の知見
を得た。

■コンジットチューブ内のスプリングに替えて、ローラ
ー群を内装し、ローラー群でワイヤを案内するようにす
ると、金属間の摩擦が小さくなり銅めっき皮膜の剥離が
著しく減少する。

■ローラー群を内装したコンジットチューブを使用する
ことによって、ワイヤの銅めっき皮膜を薄くすることが
できる。これは、従来のように銅めっき皮膜を厚くしな
くても、ワイヤを円滑に供給するのに充分な潤滑性を確
保することができるからである。従って、銅めっき皮膜
を薄くすることにより剥離の絶対量が大きく減少する。

■剥離する量は減少しても、溶接部やフラックスに落下
することがある。しかし、コンジットチューブと溶接ト
ーチとの間にスポンジを装着すれば落下を防止すること
ができる。

ここに、本発明の要旨は下記の（ｉ）〜（ｉｉｉ）に示
す溶接装置と溶接方法にある。

（１）溶接用ワイヤを案内するコンジットチューブ、ワ
イヤの曲がりを矯正するロールおよび溶接トーチを備え
たサブマージアーク溶接装置において、前記コンジット
チューブは内部にワイヤを案内するローラー群を有し、
コンジットチューブと矯正ロールとの間および矯正ロー
ルと溶接トーチとの間にワイヤから剥離した銅粉の落下
を阻止するスポンジが装着されていることを特徴とする
サブマージアーク溶接装置。

（１１）コンジットチューブの接続に樹脂継手管を用い
たことを特徴とする上記（ｉ）記載のサブマージアーク
溶接装置。

（ｉｊ）上記（ｉ）又は（：ｉ）記載のサブマージアー
ク溶接装置と、厚さ０．２０〜０．５０μｍの銅めっき
を施した溶接用ワイヤとを用いて溶接することを特徴と
するサブマージアーク溶接方法。

（作用） 以下、本発明について詳細に説明する。

第１図は本発明にかかる溶接装置のコンジットチューブ
から溶接トーチ部分までを示した一部断面正面図、第２
図は一部断面正面図、第３図はコンジットチューブの横
断面図である。

図中１は、ワイヤ２を案内するコンジットチューブであ
り、一端はワイヤ２の供給装置（図示せず）に接続され
ている。他端には取付金具３が設けられており、この取
付金具３の下方側にワイヤ２の曲がりを矯正するロール
４と先端にチップ５を有する溶接トーチ６とがあって、
これらは上端が取付金具３に固定された断面り型の保持
板７により支持されている。

銅めっき皮膜を存するワイヤ２は、コンジットチューブ
１により、順次矯正ロール４、溶接トーチ６および先端
のチップ５へと供給される。

本発明装置では、前記コンジットチューブ１には、第１
図に示すように左右（上下）に対向したローラー８が一
定間隙で内装されている。このローラー８は、第２図お
よび第３図に示すように孔型ローラーであり、ワイヤ２
はこの孔型ローラー８により順次溶接トーチ６側へと供
給される。従って、従来のスプリング式のコンジットチ
ューブに較べ、金属間の摩擦が小さいので、銅めっき皮
膜の剥離が少ない。

コンジットチューブ１は、全長を前記のようなローラー
群成としてもよいが、カーブがきつく銅めっき皮膜の剥
離が生しやすい継手９と矯正ロール４との間だけを第１
図に示すようにローラー郡代とし、カーブのゆるい継手
９と供給装置との間はスプリング１０を内装したものと
してもよい。こうしても全長にスプリングを内装したも
のよりは銅めっき皮膜の剥離が著しく少なくなる。

図中１１および１２はワイヤから剥離した銅めっき皮膜
の落下を防止するスポンジであり、ニトリルゴム、天然
ゴム、スチレン−ブタジェンゴム、クロロプレンゴム等
から構成されている。スポンジ１１は取付金具３に入れ
た切り込み部１３に挿入されており、スポンジ１２は矯
正ロール４と溶接トーチ６とを支持する保持板７の下部
に入れた切り込み部１４に挿入されている。これらスポ
ンジ１１および１２には、ワイヤ２の通過孔１５が穿設
されている。

この通過孔１５の径はワイヤ２の径と同等或いはやや小
さくする。従って、ワイヤ２は表面がスポンジ１１およ
び１２と接触しながら矯正ロール４および溶接トーチ６
へと供給される。このため、コンジットチューブ１内で
剥離し、ワイヤ２に付着した銅めっき剥離片はスポンジ
１１で取り除かれるので、溶接トーチ６側へ持ち込まれ
ることがない。仮にスポンジ１１で取り残しがあっても
次のスポンジ１２により、矯正ローラ４で発生した剥離
片とともに取り除かれるので、銅めっき剥離片が溶接ト
ーチ６まで持ち込まれることがない、スポンジ１１およ
び１２により取り除かれた剥離片は、定期的にエアーブ
ローにより除去してやるか、新しいスポンジと取り替え
てやれば、剥離片の落下を常に防止することができる。

なお、前記ワイヤの通過孔１５はスポンジ１１および１
２をそれぞれの切り込み部１３および１４に挿入する前
に予め穿設しておいてもよいが、孔のおいていないスポ
ンジ１１および１２を切り込み部１３および１４に挿入
し、ワイヤ２の送給力で通過孔１５をあけてもよい、こ
うする方がワイヤとスポンジとが密に接触するので、剥
離を確実に取り除くことができる。

本発明装置において、前記コンジットチューブｌを接続
する継手９は、塩化ビニル樹脂等の樹脂製のものを使用
するのが望ましい。継手部では直接ワイヤが継手内面と
接触するため、この部分でも銅めっき皮膜の剥離が発生
するが、樹脂製の継手であれば継手内面にワイヤが接触
しても剥離が佳し雛い。

以上説明した本発明の装置を用いて溶接を行う場合は、
０．２０〜０．５０μＩ厚の銅めっき皮膜を有するワイ
ヤが使用できるので、銅めっき皮膜の剥離絶対量は著し
く少なくなる０通常、ワイヤには防錆と供給時の潤滑性
および通電性を考慮して０．５〜１．２μｍ厚の銅めっ
きが施されているが、上記本発明の装置ではローラー群
でワイヤを供給するようにしであるので、ワイヤの潤滑
性はさほど必要でなくなる。このため、銅めっき皮膜厚
を０．５０μｍ以下にすることができる。しかし、０．
２０μＩより薄くすると通電性が悪くなり、ワイヤとチ
ップとの接触が悪い時、ワイヤの赤熱や電流電圧のハン
チングを生じアンダーカット、ネンキング、スラグ巻き
込み等の溶接欠陥が発生する。

（実施例） 第１図〜第３図に示した本発明の装置および第４図に示
した従来の装置を用い、下記の条件で溶接を行い、再生
フラックス中のＣｕＯと溶接部のＣｕ割れ発生個数を調
べた。

〔溶接条件］ ン容接電流　　：　６５０〜１００ＯＡアーク電圧：３
０〜４４Ｖ 溶接速度　：１．０〜２．５ｍ／分 母材　　　：炭素鋼（板厚：　１２．７ｍｍ）ワイヤ表
面の銅めっき皮ｌ！厚：０．２０〜１．００μｍ再生フ
ランク中のＣｕＯ量（重量％）は、０．００２％のＣｕ
Ｏを含むフラックスを５回再生して使用し、再生毎に原
子吸光光度針を用いて測定した。溶接部のＣｕ割れ発生
個数は、溶接長さ１０００ｍにおける発生数をフラック
スの再生毎に超音波探傷装置およびＸ線逼影機を用いて
調べた。これらの結果を第５図に示す。

第５図より明らかなように、従来例ではフラックスの再
生回数が増すにつれて再生フラックス中のＣｕＯ量は大
きく増加し、再生回数が２回以上になるとＣｕ割れが発
生し、しかも発生個数は多い。

これに対して、本発明例のものはフラックスのＣｕｒｌ
の増加は小さく、３回以上再生したフラックスを使用し
てもＣｕ割れが少ない、特に、銅めっき厚が０．３０μ
ｍと０．２０μｍのワイヤを使用したちのは、ＣｕＯ量
の増加は著しく少な（、Ｃｕ割れの発生が見られない。

これは、銅めっき皮膜の剥離自体が少ないうえに、溶接
部やフラックス中への落下がないからである。

（発明の効果） 以上説明した如く、本発明装置を用いればワイヤ表面の
銅めっき皮膜の剥離が少なく、剥離しても溶接部やフラ
ックス中に落下しない、更に、ワイヤに銅めっき厚の薄
いものを使用すれば、銅めっき皮膜の剥離がより減少す
るので、溶接割れのない健全な溶接を長期間安定して行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のサブマージアーク溶接装置のコンジッ
トチューブから溶接トーチ部分までを示した一部断面正
面図、 第２図は同じく一部断面側面図 第３図は同じくコンジットチューブの横断面図、第４図
は従来のサブマージアーク装置のコンジットチューブか
ら溶接トーチ部分までを示した一部断面正面図、 第５図はフラックスの再生回数と再生フラックス中のＣ
ｕ０３ｌおよび溶接部のＣｕ割れ発生数との関係を調べ
た結果を示すグラフ、である。 １：コンジットチューブ、２：ワイヤ、３：取付金具、
４：矯正ロール、５：チップ、６：溶接トーチ、７：保
持板、８：ローラー、９：継手、ｌＯニスプリング、１
１：スポンジ、１２：スポンジ、１３：切り込み部、１
４：切り込み部、１５：ワイヤ通過孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶接用ワイヤを案内するコンジットチューブ、ワ
   イヤの曲がりを矯正するロールおよび溶接トーチを備え
   たサブマージアーク溶接装置において、前記コンジット
   チューブは内部にワイヤを案内するローラー群を有し、
   コンジットチューブと矯正ロールとの間および矯正ロー
   ルと溶接トーチとの間にワイヤ表面から剥離した銅粉の
   落下を阻止するスポンジが装着されていることを特徴と
   するサブマージアーク溶接装置。
2. （２）コンジットチューブの接続に樹脂継手管を用いた
   ことを特徴とする請求項（１）記載のサブマージアーク
   溶接装置。
3. （３）請求項（１）又は（２）記載のサブマージアーク
   溶接装置と、厚さ０．２０〜０．５０μｍの銅めっきを
   施した溶接用ワイヤとを用いて溶接することを特徴とす
   るサブマージアーク溶接方法。