JPH04162978A

JPH04162978A - 溶接歪防止方法

Info

Publication number: JPH04162978A
Application number: JP29053690A
Authority: JP
Inventors: Mitsumasa Nakamura; 光政中村; Seiichi Sakamaki; 酒巻　誠一; Yoshihiko Takada; 高田　由彦; Shimio Saitou; 斉藤　志美男
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1990-10-26
Filing date: 1990-10-26
Publication date: 1992-06-08

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］この発明は、溶接歪防止方法に関し、鋼材などの隅肉溶
接によって生じる溶接歪を発生後取除くこと無く、溶接
作業と同時に行う加熱によって溶接歪の発生自体を防止
できるようにしたものである。

［従来の技術］船体構造物や建築構造物など大型構造物とじて溶接構造
が採用されることが多い。

この大型構造物を溶接構造とする場合、各構成部材同志
の接合法の一つとして隅肉溶接が行われる。

通常行われている隅肉溶接は、例えば第４図に示すよう
に、水平に置かれた被溶接材１上にもう一つの被溶接材
２を垂直に立て、両端部などを仮付けして固定状態を保
持できるようにする。

この後、両方の被溶接材１，２の両側の溶接線りに沿っ
て隅肉溶接を行って接合する。

このような隅肉溶接を行うと、溶着金属によって生じる
引張力などによって水平に置かれた被溶接材１が溶接線
りの裏側が凸となるように変形する溶接歪が生じてしま
う。

このため強度上の問題と同時に、外観上の問題があり、
通常、溶接歪の除去作業を行う。

この溶接歪の除去作業は、まず、被溶接材１゜２を反転
して溶接線りの裏側が上面となるようにする。

この後、溶接線りの裏側をガストーチなどを用いて加熱
するようにするが、溶接歪の発生量によっては、溶接線
りの裏側の加熱位置の検出が難しい。

そこで、作業者が溶接線りの裏側にチョークなどで印を
付けた後、その印に沿って加熱するようにしている。

こうして溶接作業後に、歪取りのための加熱を行って溶
接歪が除去された製品を得るようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ところが、従来の溶接後に行なう歪取り方法では、溶接
後に被溶接材１１．２の反転工程が必要であり、特に大
型構造物の場合には、反転作業自体が大変であるととも
に、工程が多いという問題がある。

また、溶接構造物の製作の自動化を行う場合、隅肉溶接
作業については、溶接線りに沿って倣い走行させること
で自動溶接の適用が容易であるが、僅かに凸状となる裏
側の溶接歪を除去するための加熱作業については、加熱
位置の検出が難しいため自動化できないという問題もあ
る。

この発明はかかる従来技術の課題に鑑みてなされたもの
で、作業工程の減少を図ることかできるとともに、自動
化も容易な溶接歪防止方法を提供しようとするものであ
る。

［課題を解決するための手段］上記従来技術が有する課題を解決するため、この発明の
溶接歪防止方法は、被溶接材同志を隅肉溶接するに際し
、溶接と同時に溶接線の裏側を加熱しながら溶接歪の発
生を防止するようにしたことを特徴とするものである。

［作　用コこの溶接歪防止方法によれば、隅肉溶接と同時に溶接線
の裏側を加熱するようにしており、溶接歪を発生後に除
去するのでなく、溶接歪自体を発生させないようにして
所定形状の隅肉溶接ができるようにしている。

したがって、被溶接材の配置を縦向きなどに考慮するよ
うにすれば、反転作業の必要がなく、しかも溶接後に歪
取り作業を行なうこと無く溶接と同時に加熱できるので
、工程の減少と大幅な場所の節約が図れると同時に、短
時間に能率良く作業できる。

また、被溶接材同志の隅肉溶接を自動溶接する場合のト
ーチ先端の位置検出信号をそのまま利用するようにすれ
ば、裏側から自動加熱する場合の加熱位置を容易に定め
ることができ、簡単に溶接及び歪防止のための加熱作業
の自動化ができる。

［実施例］以下、この発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説
明する。

第１図はこの発明の溶接歪防止方法の一実施例にかかる
原理説明図である。

この溶接歪防止方法では、被溶接材１，２を隅肉溶接す
る場合に発生する溶接歪が対象となり、この溶接歪自体
を発生させずに溶接を完了するようにしている。

このため被溶接材１．２の隅肉溶接と同時に、被溶接材
ｌの溶接線りの裏側から加熱する。

この溶接歪防止のための加熱は、隅肉溶接のトーチ３，
３と対向する裏側をトーチ３の移動速度、すなわち溶接
速度に合わせて移動しながら同時加熱したり、あるいは
トーチ３より後方または前方で溶接速度に合わせて移動
しながら同時加熱を行うようにする。

この場合の加熱量は１．被溶接材］、２の厚さなど溶接
条件によって適宜室められるが、例えば従来から溶接後
に行われている加熱による溶接歪取りの場合と同程度の
加熱を行なうようにする。

また、被溶接材コ、２の隅肉溶接においては、被溶接材
２の画側に溶接線りが存在することから、隅肉溶接を両
側同時に行う場合には、第１図に示すように被溶接材１
の裏側の２本の溶接線りに対応する位置を加熱するよう
にし、それぞれを別に隅肉溶接する場合には、隅肉溶接
を行っている溶接線りに対応する裏側から加熱するよう
にする。

このように溶接施工時に、同時に裏側より溶接線り上を
溶接速度に合わせて適当な熱を加えるようにすることで
、溶接歪による変形の発生そのものを防止することがで
き、溶接後においては、第１図（ｂ）に示すように、溶
接歪のない製品を得ることができる。

なお、この溶接歪防止方法では、溶接施工と同時に裏側
からの加熱を行う必要があるので、被溶接材１，２を立
てた状態として作業を行うことが好ましく、下からの作
業ができれば水平状態で作業するようにしても良い。

また、加熱は、ガスバーナ４を用いたり、加熱量の制御
が容易な誘導加熱装置５などの電気加熱器などを用い行
なうようにする。

次に、この溶接歪防止方法の具体的な実験およびその結
果について説明する。

（１）　実験方法 ■　被溶接材実験には、厚さ１２＋ｎｍの鋼板を用い、被溶接材１を
１８０ｃｍＸ　１００ｃｍとし、被溶接材２として１０
ｃｍ＋Ｘ　１００ｃｍのものを２本用意し、第２図（ａ
）に示すように、被溶接材１の一面に２本の被溶接材２
．２を配置した。

■　溶接方法溶接は王道２層溶接（２パス）とし、被溶接材１にマグ
ネットでレールを固定し、溶接機をこのレールに沿って
自動走行させて行った。

■　溶接条件アーク溶接の溶接電流を２６４Ａ、溶接電圧を３０Ｖと
し、溶接速度を１層目を６８　ｃ＋ｎ／　ｓｉｎ　。

２層目を９２　ｃｖ／　ｗｉｎとした。

■　溶接線の裏側の加熱（背焼き）方法先端に２０のト
ーチを備えた従来から使用されている歪取り専用の加熱
トーチを用い、溶接トーチとほぼ同じ速度で作業者が追
随するように運行した。

なお、実験では、一方の被溶接材２については裏側から
の加熱を行わず、もう一方の被溶接材２についてのみ裏
側からの加熱を行って両者の歪量を比較した。

（２）　実験結果 ■　裏側からの加熱なしの場合この場合には、第２図（ｂ）に示すように、被溶接材１
の溶接線から４０ｃｍ離れた板の端（自由端）でのはね
上かり（角変形）が７ｆｆｌｆｌとなり、相当な歪が生
じた。

■　溶接と同時に裏側から加熱した場合この場合には、
第２図（Ｃ）に示すように５被溶接材１の溶接線から４
０ｃｍ離れた板の端（自由端）で、逆方向に曲がりが生
じ、その大きさか９ｍｍ＋となった。これは裏側からの
加熱量か溶接による入熱を上回ったため、溶接角変形と
は逆方向に曲がり（歪）が生じたものである。

したがって、溶接と同時に裏側から加熱することで、溶
接歪と逆方向に曲げることができ、裏側からの加熱量を
適当にすれば、溶接歪か生じない状態で溶接を完了する
ことが出来ることが容易に考察できる。

この溶接線の裏側からの加熱量を適正値にするには１、
実験では溶接トーチと同じ２バス、はぼ同一速度で加熱
するようにしたが、これを溶接トーチより高速にするこ
と、１パスだけの加熱にすること、さらに、加熱用トー
チへのガスの供給量を少なくすることなどを単独または
組み合わせて加熱量を少なくするようにすれば良い。

また、被溶接材１，２が変わることなどで溶接条件が異
なる場合には、加熱の条件も変える必要がある。

特に、加熱にガスバーナを用いる場合、熱量のコントロ
ールが困難であるため、種々の板厚、溶接条件に対する
適正値を見付は難く、再現性も低いことから、誘導加熱
装置を使用することが好ましく、供給電圧及び電流値に
よって加熱量のコントロールができる。

この溶接歪防止方法によれば、溶接と同時に歪防止がで
きるので、従来に比べ作業工程が大巾に減少し、短時間
に作業を終わることができる。

また、立向き溶接とすることで、溶接に必要な作業場所
を大巾に節約することができる。

次に、この溶接歪防止方法による作業の自動化について
、第３図により具体的に説明する。

被溶接材１．２の隅肉溶接を行うため溶接ロボット６を
用いるとともに、裏側からの加熱のため先端部に、例え
ば誘導加熱装置５を備えた加熱用ロボット７を用いる。

そして、溶接ロボット６については、隅肉部分を利用し
て倣わせることで溶接位置を検出しながら自動溶接する
。これと同時に、溶接ロボット６の溶接位置信号を制御
器８を介して加熱用ロボット７に溶接位置の信号を加熱
位置の信号として出力し、裏側からの加熱を行うように
する。

このように溶接と同時に歪防止のための加熱を行うこと
から、溶接位置の信号を加熱位置の信号として利用す名
ことができ、従来のように、作業者がチョークなどで加
熱位置に印を付け、これを基に加熱する場合に比べ簡単
に自動化ができる。

また、加熱を誘導加熱装置５を用いて行うことで、加熱
量の制御が電流の制御などによって簡単にでき、被溶接
材１．２の板の厚さなど溶接条件の変化に対応して溶接
歪防止のための加熱を行うことができる。

なお、この発明は、上記実施例に限定するものでなく、
この発明の要旨を変更しない範囲で各構成要素に変更を
加えても良いことは言うまでもない。

［発明の効果コ以上、実施例とともに具体的に説明したようにこの発明
の溶接歪防止方法によれば、隅肉溶接と同時に溶接線の
裏側を加熱するようにするので、溶接歪自体を発生させ
ずに所定形状の隅肉溶接ができる。

また、隅肉溶接と同時に溶接線の裏側を加熱するように
するので、被溶接材同志の隅肉溶接を自動溶接する場合
の溶接位置の信号をそのまま利用して加熱位置の信号と
することができ、裏側からの加熱位置を容易に定めて簡
単に溶接及び歪防止のための加熱作業の自動化ができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の溶接歪防止方法の一実施例にかかる
原理説明図である。第２図（ａ）〜（Ｃ）はこの発明の溶接歪防止方法の一
実験例にかかり、同図（ａ）は被溶接材の配置図、同図
（ｂ）及び（ｃ）は実験結果の説明図である。第３図はこの発明の溶接歪防止方法を自動化する場合の
一実施例にかかる説明斜視図である。第４図は従来の溶接及び歪取り工程の説明斜視図である
。１．２：被溶接材、３：トーチ、４：ガスバーナ、５：
誘導加熱装置、６：溶接ロボット、７：加熱用ロボット
、８：制御器、Ｌ：溶接線。出願人　　石川島播磨重工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

被溶接材同志を隅肉溶接するに際し、溶接と同時に溶接
線の裏側を加熱しながら溶接歪の発生を防止するように
したことを特徴とする溶接歪防止方法。