JPH0428472B2 - - Google Patents
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- JPH0428472B2 JPH0428472B2 JP13005886A JP13005886A JPH0428472B2 JP H0428472 B2 JPH0428472 B2 JP H0428472B2 JP 13005886 A JP13005886 A JP 13005886A JP 13005886 A JP13005886 A JP 13005886A JP H0428472 B2 JPH0428472 B2 JP H0428472B2
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- welding
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- bead
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
- B23K9/173—Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a consumable electrode
- B23K9/1735—Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a consumable electrode making use of several electrodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、鋼帯の横端部を接続しながら、連続
的に造管するラインにおいて、鋼帯をガスシール
ドアーク溶接によつて、突合せ接合する溶接方法
に関するものである。 （従来の技術） 製鉄業で電縫鋼管或いはスパイラル鋼管等の製
造ラインに於いて、連続的に造管するためには、
管材となる鋼帯をロツト毎に溶接して、ラインに
供給することが必要である。 これら鋼帯の通板は、通常一時停止して溶接さ
れるが、この溶接に許容される時間は、ラインス
ピードとラインに設置されるルーパーの容量によ
るが、造管の生産性を向上されるために、可能な
限り短時間であることが要求される。 また、特に厚肉管の成形過程に於いて、溶接部
の破断が生ずることのない高品質の継手が要求さ
れる。またこれら鋼帯の接合すべきところの溶接
前の開先形状は、工程時間短縮のため、シヤー切
断のままの形となる。 第５図は、鋼帯接続処理ラインでの鋼帯の突合
せ溶接開先の断面図である。 鋼帯の一方の端部１−ａと、他方の端部１−ｂ
とを突合せ、鋼帯裏面に銅当金２を押しあてて、
溶接開先３を形成している。この鋼帯端部の形状
は、短時間で切断する必要から、シヤー切断で行
なわれるため、第５図に示すような、狭角度で狭
巾の開先となる。 従来の溶接法としては、フラツシユバツト溶接
法、サブマージアーク溶接法、炭酸ガスシールド
アーク溶接法などが適用されている。フラツシユ
バツト溶接法は短時間の接合が可能であり、鋼帯
の溶接には最も適している。 しかしながら鋼帯の板厚が、６mm以上20mm程度
の厚みになると、このフラツシユバツト溶接の電
源容量が過大となり、高価な設備導入が必要とな
る。 他方、サブマージアーク溶接などのアーク溶接
の場合、６mm以下程度の薄板は、１電極で可能で
あるが、それ以上の厚手材では、溶接割れ防止の
ため、多電極多層盛溶接とすることが必要であ
り、実際には２電極溶接が採用されるが、薄板や
低速度の溶接が許される場合に限定され、鋼帯の
厚肉化、溶接時間の短縮即ち高速化に対しては、
その適用には限界がある。 さらにアーク溶接のうち、サブマージアーク溶
接は、フラツクスや溶接ビードの表裏のスラグの
排除や、回収の工程を必要とし、溶接時間の短縮
化には不利である。 一方ガスシールドアーク溶接は、通常直流電源
を使用し、溶込み確保のため、細径ワイヤによる
高電流密度で、溶接することが必要となるが、狭
く深い溶込み形状となり、高温割れが発生し易
い。 すなわち第３図は、第５図に示した板厚６mm以
上の狭開先３を、従来法である細径ワイヤーの直
流電源による単電極ガスシールドアーク溶接法に
よつて、溶接した場合のビード断面形状の例を示
したものである。 このように狭開先溶接に１層溶接した場合、ビ
ード断面形状はいわゆるなし型ビードとなり、ビ
ード中央部の４に示すような、高温割れが発生し
易い状態となる。 厚板を溶接するに、多電極化する方法が一般的
に知られているが、この場合、例えば細径ワイヤ
２電極としても、前記と同様な理由で、２電極目
のビードの高温割れを完全に防止することはでき
ない。 また、直流電源によるガスシールドアーク溶接
の多電極溶接では、いずれの極も同極となり、過
大なアース電流によるアークの磁気吹きが起り易
く、アーク不安定性に起因する溶込み不良などの
溶接欠陥が生ずるという問題がある。 すなわち第４図もまた従来法によるもう１つの
溶接例であり、細径ワイヤの直流電源による２電
極ガスシールドアーク溶接法によつて、２層溶接
した場合を示すが、この場合は先行電極による初
層５の高温割れは、後行電極によつて再溶解され
消滅するが、後行電極による溶接ビード幅は、細
径ワイヤでは広がらず、狭く深い溶込み形状とな
り、高温割れ６が発生するため、厚板の高速溶接
することは困難である。 さらに、この直流溶接の２電極のアークは、ア
ーク相互の磁気干渉や、通常ワイヤをプラス極と
する逆極性とし、同極であることから、過大なア
ース電流によつて生ずる強力な磁気に影響され、
不安定となり易く、融合不良や片溶込みなどの溶
接欠陥が発生し、良好な溶接を阻害する。 このような従来のガスシールドアークの欠点を
減少する方法として、既に本発明者らは交流ガス
シールドアーク溶接法を、特公昭59−7545号公報
に開示している。しかしながらこの方法は、発明
が対象とするような鋼帯の多電極ガスシールドア
ーク溶接法に用いるには改良の余地がある。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明は、シヤー切断のままの鋼帯の狭角狭巾
の開先を、多電極ガスシールドアーク溶接法によ
り、高能率・高速溶接を行なう際に、開先裏面ま
での溶込みを十分確保し、高温部に高温割れ（ビ
ード形状不良によるなし形割れ）や、アーク干渉
による溶接欠陥などを生じない溶接法を提供する
ものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の問題点を解決するためのもの
であり、その要旨とするところは、厚さ６mm以上
の鋼帯をシヤー切断のままの開先形状で、突合せ
溶接するガスシールドアーク溶接において、先行
電極に直流電源と、直径１〜２mmφの消耗電極ワ
イヤを用い、後行電極には交流電源と、再点孤手
段（パルス発生装置）および直径２mmφ超の消耗
電極ワイヤを用い、先行電極と後行電極の極間距
離を、40超〜350mmとすることを特徴とする。 次に本発明のアーク溶接法を、以下第１、第６
図により詳細に説明する。 第１図において、１１，１２はそれぞれ本発明
に用いる直流溶接電源、交流溶接電源であり、１
３は交流アークを維持させるためのパルス発生装
置である。このパルス発生装置は、交流によるガ
スシールドアーク溶接を実施するために必要なも
のである。 同図中７，８は本発明で用いられる消耗電極ワ
イヤを示し、それぞれ先行電極７には、直径１〜
２mmφの細径ワイヤを、後行電極８には直径２mm
φ超の太径ワイヤを用い、溶接方向１４に配列し
溶接する。 先行電極に細径ワイヤを用いる理由は、直流電
源との組合せで深い溶込みが得られ、開先裏面を
十分に溶融し、良好な裏波ビードを形成するため
である。後行電極に太径ワイヤを用いるのは、交
流電源との組合せで、ビード幅を拡げることによ
り、第６図に示すように、なし型割れを防ぎ、良
好な表ビード１７を得るためである。 先行電極７と後行電極８との極間距離は、直流
アークと交流アークの組合せのため、アーク干渉
が無く自由に選べるが、40超〜350mmに限定する。
350mm以下にするのは、後行電極に太径ワイヤを
使用することにより、ビート断面形状を改善する
と共に、高電流の使用を可能にし、先行電極と後
行電極の合計入熱量増加による溶接部（溶接金属
および溶接熱影響部）の硬化防止および割れ防止
効果を出すためと、先行電極と後行電極の極間距
離を、できるだけ小さくして、溶接時間（先行電
極アークスタートから後行電極アークストツプま
で）の短縮を図るためである。 極間距離を40mm超にするのは、溶接プールを先
行電極と後行電極とで別々に分けることにより、
ビード高さを小さくして、前述した高温割れを防
止するためである。 なお、交流ガスシールドアークのシールドガズ
組成は、特公昭59−7545号公報に記載された発明
では、Ar＋CO2またはAr＋O2のガス中のCO2は、
15％以下またはO25％以下に限定しているが、そ
の後の本発明者らの研究により、パルス発生装置
の容量増大によれば、Ar＋CO2（またはO2）ガス
中のCO3（またはO2）が、15％（または５％）以
上でも、再点孤が可能で、交流アークの再点孤の
安定化が図れることが判明したので、本発明のシ
ールドガス組成は、特に制限を設けない。 またこれまでの説明は、本発明の基本である先
行電極DC1極＋後行電極AC1極の組合せである
が、さらに高能率で鋼帯の突合せ溶接を行なうた
めの先行DC1極＋後行AC2極あるいは（先行DC1
極＋後行AC1極以上）×２組以上などの組合せに
よる多電極ガスシールドアーク溶接法も、本発明
により容易に可能である。 （実施例） 以下に本発明の実施例を、従来例と比較して表
１に示す。
的に造管するラインにおいて、鋼帯をガスシール
ドアーク溶接によつて、突合せ接合する溶接方法
に関するものである。 （従来の技術） 製鉄業で電縫鋼管或いはスパイラル鋼管等の製
造ラインに於いて、連続的に造管するためには、
管材となる鋼帯をロツト毎に溶接して、ラインに
供給することが必要である。 これら鋼帯の通板は、通常一時停止して溶接さ
れるが、この溶接に許容される時間は、ラインス
ピードとラインに設置されるルーパーの容量によ
るが、造管の生産性を向上されるために、可能な
限り短時間であることが要求される。 また、特に厚肉管の成形過程に於いて、溶接部
の破断が生ずることのない高品質の継手が要求さ
れる。またこれら鋼帯の接合すべきところの溶接
前の開先形状は、工程時間短縮のため、シヤー切
断のままの形となる。 第５図は、鋼帯接続処理ラインでの鋼帯の突合
せ溶接開先の断面図である。 鋼帯の一方の端部１−ａと、他方の端部１−ｂ
とを突合せ、鋼帯裏面に銅当金２を押しあてて、
溶接開先３を形成している。この鋼帯端部の形状
は、短時間で切断する必要から、シヤー切断で行
なわれるため、第５図に示すような、狭角度で狭
巾の開先となる。 従来の溶接法としては、フラツシユバツト溶接
法、サブマージアーク溶接法、炭酸ガスシールド
アーク溶接法などが適用されている。フラツシユ
バツト溶接法は短時間の接合が可能であり、鋼帯
の溶接には最も適している。 しかしながら鋼帯の板厚が、６mm以上20mm程度
の厚みになると、このフラツシユバツト溶接の電
源容量が過大となり、高価な設備導入が必要とな
る。 他方、サブマージアーク溶接などのアーク溶接
の場合、６mm以下程度の薄板は、１電極で可能で
あるが、それ以上の厚手材では、溶接割れ防止の
ため、多電極多層盛溶接とすることが必要であ
り、実際には２電極溶接が採用されるが、薄板や
低速度の溶接が許される場合に限定され、鋼帯の
厚肉化、溶接時間の短縮即ち高速化に対しては、
その適用には限界がある。 さらにアーク溶接のうち、サブマージアーク溶
接は、フラツクスや溶接ビードの表裏のスラグの
排除や、回収の工程を必要とし、溶接時間の短縮
化には不利である。 一方ガスシールドアーク溶接は、通常直流電源
を使用し、溶込み確保のため、細径ワイヤによる
高電流密度で、溶接することが必要となるが、狭
く深い溶込み形状となり、高温割れが発生し易
い。 すなわち第３図は、第５図に示した板厚６mm以
上の狭開先３を、従来法である細径ワイヤーの直
流電源による単電極ガスシールドアーク溶接法に
よつて、溶接した場合のビード断面形状の例を示
したものである。 このように狭開先溶接に１層溶接した場合、ビ
ード断面形状はいわゆるなし型ビードとなり、ビ
ード中央部の４に示すような、高温割れが発生し
易い状態となる。 厚板を溶接するに、多電極化する方法が一般的
に知られているが、この場合、例えば細径ワイヤ
２電極としても、前記と同様な理由で、２電極目
のビードの高温割れを完全に防止することはでき
ない。 また、直流電源によるガスシールドアーク溶接
の多電極溶接では、いずれの極も同極となり、過
大なアース電流によるアークの磁気吹きが起り易
く、アーク不安定性に起因する溶込み不良などの
溶接欠陥が生ずるという問題がある。 すなわち第４図もまた従来法によるもう１つの
溶接例であり、細径ワイヤの直流電源による２電
極ガスシールドアーク溶接法によつて、２層溶接
した場合を示すが、この場合は先行電極による初
層５の高温割れは、後行電極によつて再溶解され
消滅するが、後行電極による溶接ビード幅は、細
径ワイヤでは広がらず、狭く深い溶込み形状とな
り、高温割れ６が発生するため、厚板の高速溶接
することは困難である。 さらに、この直流溶接の２電極のアークは、ア
ーク相互の磁気干渉や、通常ワイヤをプラス極と
する逆極性とし、同極であることから、過大なア
ース電流によつて生ずる強力な磁気に影響され、
不安定となり易く、融合不良や片溶込みなどの溶
接欠陥が発生し、良好な溶接を阻害する。 このような従来のガスシールドアークの欠点を
減少する方法として、既に本発明者らは交流ガス
シールドアーク溶接法を、特公昭59−7545号公報
に開示している。しかしながらこの方法は、発明
が対象とするような鋼帯の多電極ガスシールドア
ーク溶接法に用いるには改良の余地がある。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明は、シヤー切断のままの鋼帯の狭角狭巾
の開先を、多電極ガスシールドアーク溶接法によ
り、高能率・高速溶接を行なう際に、開先裏面ま
での溶込みを十分確保し、高温部に高温割れ（ビ
ード形状不良によるなし形割れ）や、アーク干渉
による溶接欠陥などを生じない溶接法を提供する
ものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の問題点を解決するためのもの
であり、その要旨とするところは、厚さ６mm以上
の鋼帯をシヤー切断のままの開先形状で、突合せ
溶接するガスシールドアーク溶接において、先行
電極に直流電源と、直径１〜２mmφの消耗電極ワ
イヤを用い、後行電極には交流電源と、再点孤手
段（パルス発生装置）および直径２mmφ超の消耗
電極ワイヤを用い、先行電極と後行電極の極間距
離を、40超〜350mmとすることを特徴とする。 次に本発明のアーク溶接法を、以下第１、第６
図により詳細に説明する。 第１図において、１１，１２はそれぞれ本発明
に用いる直流溶接電源、交流溶接電源であり、１
３は交流アークを維持させるためのパルス発生装
置である。このパルス発生装置は、交流によるガ
スシールドアーク溶接を実施するために必要なも
のである。 同図中７，８は本発明で用いられる消耗電極ワ
イヤを示し、それぞれ先行電極７には、直径１〜
２mmφの細径ワイヤを、後行電極８には直径２mm
φ超の太径ワイヤを用い、溶接方向１４に配列し
溶接する。 先行電極に細径ワイヤを用いる理由は、直流電
源との組合せで深い溶込みが得られ、開先裏面を
十分に溶融し、良好な裏波ビードを形成するため
である。後行電極に太径ワイヤを用いるのは、交
流電源との組合せで、ビード幅を拡げることによ
り、第６図に示すように、なし型割れを防ぎ、良
好な表ビード１７を得るためである。 先行電極７と後行電極８との極間距離は、直流
アークと交流アークの組合せのため、アーク干渉
が無く自由に選べるが、40超〜350mmに限定する。
350mm以下にするのは、後行電極に太径ワイヤを
使用することにより、ビート断面形状を改善する
と共に、高電流の使用を可能にし、先行電極と後
行電極の合計入熱量増加による溶接部（溶接金属
および溶接熱影響部）の硬化防止および割れ防止
効果を出すためと、先行電極と後行電極の極間距
離を、できるだけ小さくして、溶接時間（先行電
極アークスタートから後行電極アークストツプま
で）の短縮を図るためである。 極間距離を40mm超にするのは、溶接プールを先
行電極と後行電極とで別々に分けることにより、
ビード高さを小さくして、前述した高温割れを防
止するためである。 なお、交流ガスシールドアークのシールドガズ
組成は、特公昭59−7545号公報に記載された発明
では、Ar＋CO2またはAr＋O2のガス中のCO2は、
15％以下またはO25％以下に限定しているが、そ
の後の本発明者らの研究により、パルス発生装置
の容量増大によれば、Ar＋CO2（またはO2）ガス
中のCO3（またはO2）が、15％（または５％）以
上でも、再点孤が可能で、交流アークの再点孤の
安定化が図れることが判明したので、本発明のシ
ールドガス組成は、特に制限を設けない。 またこれまでの説明は、本発明の基本である先
行電極DC1極＋後行電極AC1極の組合せである
が、さらに高能率で鋼帯の突合せ溶接を行なうた
めの先行DC1極＋後行AC2極あるいは（先行DC1
極＋後行AC1極以上）×２組以上などの組合せに
よる多電極ガスシールドアーク溶接法も、本発明
により容易に可能である。 （実施例） 以下に本発明の実施例を、従来例と比較して表
１に示す。
【表】
板厚９mmの場合、本発明の実施例１は従来例１
に比較すると、溶接時間が半減されるとともに、
欠陥のない良好な溶接部が得られる。 板厚19mmの場合、従来例２ではビード断面の形
状不良による高温割れと、DC2電極アーク干渉に
よる融合不良欠陥が避けられないが、本発明の実
施例では、同様の高能率溶接でも、欠陥のない良
好な溶接部が得られる。 （発明の効果） 以上のように本発明溶接法によれば、鋼帯のシ
ヤー切断ままの突合せ開先の溶接は、無欠陥でし
かも高能率が得られる特徴がある。
に比較すると、溶接時間が半減されるとともに、
欠陥のない良好な溶接部が得られる。 板厚19mmの場合、従来例２ではビード断面の形
状不良による高温割れと、DC2電極アーク干渉に
よる融合不良欠陥が避けられないが、本発明の実
施例では、同様の高能率溶接でも、欠陥のない良
好な溶接部が得られる。 （発明の効果） 以上のように本発明溶接法によれば、鋼帯のシ
ヤー切断ままの突合せ開先の溶接は、無欠陥でし
かも高能率が得られる特徴がある。
第１図は本発明の溶接法を実施するための装置
の説明図、第２図ａ、ｂは実施例の説明図、第３
図および第４図は、第５図の開先を従来法で溶接
した場合のビード断面形状図、第５図は本発明に
用いる溶接開先の断面図、第６図は本発明で溶接
した場合のビード断面形状図を示す。 １−ａ：鋼帯の一方の端部、１−ｂ：鋼帯の他
方の端部、２：銅当金、３：溶接開先、４：ビー
ド中央部、５：先行電極による初層、６：高温割
れ、７：先行電極、８：後行電極、９：先行電極
トーチ、１０：後行電極トーチ、１１：直流溶接
電源、１２：交流溶接電源、１３：パルス発生装
置、１４：溶接方向、１５：先行アーク、１６：
後行アーク、１７：表ビード。
の説明図、第２図ａ、ｂは実施例の説明図、第３
図および第４図は、第５図の開先を従来法で溶接
した場合のビード断面形状図、第５図は本発明に
用いる溶接開先の断面図、第６図は本発明で溶接
した場合のビード断面形状図を示す。 １−ａ：鋼帯の一方の端部、１−ｂ：鋼帯の他
方の端部、２：銅当金、３：溶接開先、４：ビー
ド中央部、５：先行電極による初層、６：高温割
れ、７：先行電極、８：後行電極、９：先行電極
トーチ、１０：後行電極トーチ、１１：直流溶接
電源、１２：交流溶接電源、１３：パルス発生装
置、１４：溶接方向、１５：先行アーク、１６：
後行アーク、１７：表ビード。
Claims (1)
- １ ６〜20mm厚鋼帯をシヤー切断のままの開先形
状で、突合せ溶接する消耗電極式ガスシールドア
ーク溶接において、先行電極に直流電源と、直径
１〜２mmφの消耗電極ワイヤを用い、後行電極に
再点孤手段を備えた交流電源および直径２mmφの
超の消耗電極ワイヤを用い、先行電極と後行電極
の極間距離を、40超〜350mmとすることを特徴と
する鋼帯の多電極ガスシールドアーク溶接法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13005886A JPS62286675A (ja) | 1986-06-06 | 1986-06-06 | 鋼帯の多電極ガスシ−ルドア−ク溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13005886A JPS62286675A (ja) | 1986-06-06 | 1986-06-06 | 鋼帯の多電極ガスシ−ルドア−ク溶接法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62286675A JPS62286675A (ja) | 1987-12-12 |
| JPH0428472B2 true JPH0428472B2 (ja) | 1992-05-14 |
Family
ID=15025023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13005886A Granted JPS62286675A (ja) | 1986-06-06 | 1986-06-06 | 鋼帯の多電極ガスシ−ルドア−ク溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62286675A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29780371U1 (de) * | 1996-05-29 | 1999-02-18 | Fronius Schweißmaschinen KG. Austria, Wels-Thalheim | Drahtführungselemente für mehrere in etwa parallel zueinander verlaufende Schweißdrähte für einen Schweißbrenner |
| JP5590912B2 (ja) * | 2010-02-22 | 2014-09-17 | 日立造船株式会社 | シャー切断鋼板用突き合せ自動溶接装置 |
| JP5541458B2 (ja) * | 2010-09-16 | 2014-07-09 | 株式会社Ｉｈｉ | 多電極溶接装置 |
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| JP6025627B2 (ja) * | 2013-03-19 | 2016-11-16 | 株式会社神戸製鋼所 | タンデムガスシールドアーク溶接方法 |
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-
1986
- 1986-06-06 JP JP13005886A patent/JPS62286675A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62286675A (ja) | 1987-12-12 |
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