JPH0556231B2 - - Google Patents
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- JPH0556231B2 JPH0556231B2 JP1231086A JP1231086A JPH0556231B2 JP H0556231 B2 JPH0556231 B2 JP H0556231B2 JP 1231086 A JP1231086 A JP 1231086A JP 1231086 A JP1231086 A JP 1231086A JP H0556231 B2 JPH0556231 B2 JP H0556231B2
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Landscapes
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
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Description
産業上の利用分野
本発明は炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼などの
二管の端面を突合せ、該突合せた部分を溶接する
管の周溶接方法に関するものである。 従来の技術 第３図は管の周溶接方法の説明図であつて、同
図イはその側面図、同図ロはイのAA矢視図、同
図ハはイのBB矢視図、同図ニはイに溶接を施し
た場合のBB矢視図である。第３図ハのように、
二管１，１の端部を加工してそれぞれ開先を設
け、該開先を一定の間隙を介して突合せて数個所
を仮付け溶接をするか、二管１，１を冶具に把持
させた後、アークを点弧するとともに二管１，１
を一体に回転してアーク溶接を行う。アーク溶接
法としては被覆アーク溶接法、ガスシールドアー
ク溶接法が用いられ、高合金鋼やステンレス鋼の
管を周溶接する場合にはガスシールドアーク溶接
法であるTIG溶接法やMIG溶接法が一般に用い
られる。アーク溶接法を行うに際しては、まず開
先の底部を十分に溶融して管の内周に溶融金属を
垂下させ、これを凝固させていわゆる裏波１１を
形成するための裏波溶接３を施し、ついで肉盛溶
接４を施すのが一般である。 発明の目的 裏波溶接３によつて完全な裏波１１を安定的か
つ能率的に形成させるための最適な溶接法はプラ
ズマ溶接法である。第２図はプラズマ溶接法の説
明で、同図イは立断面図、同図ロは平面図であ
る。プラズマ溶接法においてはプラズマアーク５
が被溶接物７を貫通してキーホール５１を形成
し、該キーホール５１に、該キーホール５１の周
辺の溶融金属が流入充填され、凝固してキーホー
ル５１を閉塞し、いわゆる溶接ビード５２を形成
する。このような方式の溶接法を適用する場合に
は溶接開始点であるプラズマアーク点弧時および
溶接終了点であるプラズマアーク消弧時にキーホ
ール５１の周辺から該キーホール５１に流入すべ
き溶融金属が不足してキーホール５１が閉塞され
ないまま残存するので、被溶接物７の両端にいわ
ゆるタブ（図示せず）を仮設して、一のタブ上か
ら溶接を開始し、他のタブ上で溶接を終了した
後、キーホール５１が残存するタブを除去する方
法が用いられる。しかしながらかかる方法はタブ
を仮設することができない周溶接には適用するこ
とができず、従つて従来、管の周溶接時の裏波溶
接にはプラズマ溶接を適用できないものとされて
いた。本発明の目的は管の周溶接にプラズマ溶接
の適用を可能ならしめ、プラズマ溶接によつて管
の周溶接時の裏波溶接３を行い、もつて、管の内
周に裏波１１を安定的かつ能率的に形成させ、結
局、品質のすぐれた管の周溶接継手が得られる作
業能率のすぐれた管の周溶接方法を提供するにあ
る。 発明の構成 本発明は上記目的をもつてなされたものであつ
て、開先加工を施した二管の端面を突合せ、該突
合せた部分と電極との間にプラズマアークを点弧
し、該点弧した部分にキーホールが発生する直前
に、前記二管を所定の周速をもつて一体に回転さ
せて通常のプラズマ溶接を行い、前記プラズマア
ークを点弧した突合せ部分が電極の直下に回帰し
た後に溶接電流を減少させるとともに暫時前記回
転を継続した後、前記回転とは逆方向に前記二管
を一体に回転させて、前記溶接電流を減少させた
ときに発生したピンホールをして電極の直下を通
過せしめてから前記二管を静止させ、溶加棒をプ
ラズマアーク中に挿入してクレーターに溶融金属
を充填した後、プラズマアークを消弧してなる裏
波溶接を施し、次いで該裏波溶接の外周に通常の
肉盛溶接を施すことを要旨とする管の周溶接方法
である。 本発明の一実施の態様を図にもとづいて説明す
る。第１図は本発明の管の周溶接方法における裏
波溶接の説明図であつて、第３図ロに対応する図
の一部拡大図である。電極２を静止させて管１を
図の右方または左方に回転させることは、管１を
静止させて電極２をそれぞれ図の左方または右方
に回転させることと本質的に同じであるから、第
１図にもとづいて以下に述べる説明においては管
１を静止させ、電極２を図の左方または右方に回
転即ち移動させることにする。第１図において破
線で示す線は溶融金属の下底を示し、その進行先
頭部は電極２のほぼ直下にある。溶融金属の下底
は下方即ち管の内周に垂下し、電極２が通過した
後に凝固して裏波１１を形成する。裏波溶接３を
行うには第３ハと同様な開先加工を施した二管
１，１を第３図イと同様に突合せて、該突合せ部
の数個所を仮付け溶接した後、第１図イに示すよ
うに突合せ部の一点である始点１０と電極２との
間にプラズマアーク５を点弧する。始点１０はプ
ラズマアーク５からの入熱により溶融し、電極２
を静止させておけば、遂にプラズマアーク５が管
１を貫通してキーホール５１を発生するに至る
が、該キーホール５１が発生する直前に電極２を
第１図ロのように図の左方へ所定の速度をもつて
移動させて、以降、通常のプラズマ溶接を行う。
ここに所定の速度とはキーホール５１を発生させ
ながら完全な裏波１１を形成する通常のプラズマ
溶接を実施するのに適当な速度をいう。前記のよ
うに電極２の移動開始直後においてはキーホール
５１を発生せしめないから第１図ロのように始点
１０の付近は裏波１１の形成が不完全である。電
極ロの移動開始時期にキーホール５１が発生する
直前とするのは始点１０にキーホール５１が発生
するよりも十分に前の時期とすると、電極２が始
点１０に回帰した後に電極２が図の左方へ移動す
べき距離が長くなり、キーホール５１が発生した
後とすると、キーホール５１が始点１０に残存す
ることによる。 前記のように電極２を第１図ロの左方に所定の
速度をもつて移動させ、通常のプラズマ溶接を行
い、管１の内周に完全な裏波１１を形成させた
後、電極２は管１の突合せ部の周囲を一周して第
１図ハのように図の右方から左方へと移動し来
り、始点１０に回帰した後に、第１図ニの中間点
１２の位置で溶接電流を減少させるとともに、暫
時左方への移動を継続し、第１図ニの中間点１３
の位置に至る。前記のようにプラズマ溶接は始点
１０を右から左へ通過した後も継続されるから、
電極２の移動開始直後における始点１０付近の裏
波１１の不完全部分は、完全な裏波１１に形成さ
れる。しかし、溶接電流を減少させた中間点１２
付近にピンホール１４が発生する。該ピンホール
１４は微細な針状の盲孔であつて、その生因は明
らかでないが、キーホール５１への該キーホール
５１周辺からの溶融金属の流入不足によるものと
考えられる。 前記中間点１３から電極２を第１図ニの左方か
ら右方へと逆行させ、ピンホール１４を通過して
第１図ホの終点１５に至り静止させる。 前記逆行の間にピンホール１４の周辺の金層が
溶融され、該溶融された金属が前記ピンホール１
４内へ流入してピンホール１４を除去する。前記
終点１５において第１図ヘのように溶加棒６をプ
ラズマアーク５中に挿入して電極２の直下に生ず
る溶融金属の凹部であるいわゆるクレーター１６
に溶加棒６から溶融金属を滴下してクレーター６
を充填した後、プラズマアーク５を消弧する。以
上をもつて裏波溶接３を終る。 次いで通常のTIG溶接等によつて、前記裏波溶
接３の外周に肉盛溶接を施して管の周溶接を完成
する。 実施例 第１表の供試材である管に第２表の開先を設け
て、二管を突合せ、仮付け溶接をした後、第３表
の条件でプラズマ溶接によつて裏波溶接を施し、
次いでTIG溶接を施して管を周溶接したものの溶
接部の全部分についてＸ線透過試験をするととも
に、母材ならびに溶接部から試験片を切り出して
機械試験を行い、引張り強さならびに衝撃値を求
めた結果を第６表に示す。前記プラズマ溶接を施
すにあたつてはプラズマアーク点弧後１秒間経過
したときに管を回転せしめて第３表のプラズマ溶
接条件でプラズマ溶接を施し、前記プラズマアー
クを点弧した突合せ部分が電極の直下に回帰した
後に溶接電流を100Aに減少させるとともに管の
前記回転を１秒間継続した後、逆転させて、前記
溶接電流を100Aに減少させたときに発生したピ
ンホールをおして電極の直下を通過せしめてから
管を静止させ、第４表の溶加棒をプラズマアーク
中に挿入してクレーターを充填した。またTIG溶
接を施すにあたつては第５表のTIG溶接条件で第
４表の溶加棒を用いて溶接を行つた。
二管の端面を突合せ、該突合せた部分を溶接する
管の周溶接方法に関するものである。 従来の技術 第３図は管の周溶接方法の説明図であつて、同
図イはその側面図、同図ロはイのAA矢視図、同
図ハはイのBB矢視図、同図ニはイに溶接を施し
た場合のBB矢視図である。第３図ハのように、
二管１，１の端部を加工してそれぞれ開先を設
け、該開先を一定の間隙を介して突合せて数個所
を仮付け溶接をするか、二管１，１を冶具に把持
させた後、アークを点弧するとともに二管１，１
を一体に回転してアーク溶接を行う。アーク溶接
法としては被覆アーク溶接法、ガスシールドアー
ク溶接法が用いられ、高合金鋼やステンレス鋼の
管を周溶接する場合にはガスシールドアーク溶接
法であるTIG溶接法やMIG溶接法が一般に用い
られる。アーク溶接法を行うに際しては、まず開
先の底部を十分に溶融して管の内周に溶融金属を
垂下させ、これを凝固させていわゆる裏波１１を
形成するための裏波溶接３を施し、ついで肉盛溶
接４を施すのが一般である。 発明の目的 裏波溶接３によつて完全な裏波１１を安定的か
つ能率的に形成させるための最適な溶接法はプラ
ズマ溶接法である。第２図はプラズマ溶接法の説
明で、同図イは立断面図、同図ロは平面図であ
る。プラズマ溶接法においてはプラズマアーク５
が被溶接物７を貫通してキーホール５１を形成
し、該キーホール５１に、該キーホール５１の周
辺の溶融金属が流入充填され、凝固してキーホー
ル５１を閉塞し、いわゆる溶接ビード５２を形成
する。このような方式の溶接法を適用する場合に
は溶接開始点であるプラズマアーク点弧時および
溶接終了点であるプラズマアーク消弧時にキーホ
ール５１の周辺から該キーホール５１に流入すべ
き溶融金属が不足してキーホール５１が閉塞され
ないまま残存するので、被溶接物７の両端にいわ
ゆるタブ（図示せず）を仮設して、一のタブ上か
ら溶接を開始し、他のタブ上で溶接を終了した
後、キーホール５１が残存するタブを除去する方
法が用いられる。しかしながらかかる方法はタブ
を仮設することができない周溶接には適用するこ
とができず、従つて従来、管の周溶接時の裏波溶
接にはプラズマ溶接を適用できないものとされて
いた。本発明の目的は管の周溶接にプラズマ溶接
の適用を可能ならしめ、プラズマ溶接によつて管
の周溶接時の裏波溶接３を行い、もつて、管の内
周に裏波１１を安定的かつ能率的に形成させ、結
局、品質のすぐれた管の周溶接継手が得られる作
業能率のすぐれた管の周溶接方法を提供するにあ
る。 発明の構成 本発明は上記目的をもつてなされたものであつ
て、開先加工を施した二管の端面を突合せ、該突
合せた部分と電極との間にプラズマアークを点弧
し、該点弧した部分にキーホールが発生する直前
に、前記二管を所定の周速をもつて一体に回転さ
せて通常のプラズマ溶接を行い、前記プラズマア
ークを点弧した突合せ部分が電極の直下に回帰し
た後に溶接電流を減少させるとともに暫時前記回
転を継続した後、前記回転とは逆方向に前記二管
を一体に回転させて、前記溶接電流を減少させた
ときに発生したピンホールをして電極の直下を通
過せしめてから前記二管を静止させ、溶加棒をプ
ラズマアーク中に挿入してクレーターに溶融金属
を充填した後、プラズマアークを消弧してなる裏
波溶接を施し、次いで該裏波溶接の外周に通常の
肉盛溶接を施すことを要旨とする管の周溶接方法
である。 本発明の一実施の態様を図にもとづいて説明す
る。第１図は本発明の管の周溶接方法における裏
波溶接の説明図であつて、第３図ロに対応する図
の一部拡大図である。電極２を静止させて管１を
図の右方または左方に回転させることは、管１を
静止させて電極２をそれぞれ図の左方または右方
に回転させることと本質的に同じであるから、第
１図にもとづいて以下に述べる説明においては管
１を静止させ、電極２を図の左方または右方に回
転即ち移動させることにする。第１図において破
線で示す線は溶融金属の下底を示し、その進行先
頭部は電極２のほぼ直下にある。溶融金属の下底
は下方即ち管の内周に垂下し、電極２が通過した
後に凝固して裏波１１を形成する。裏波溶接３を
行うには第３ハと同様な開先加工を施した二管
１，１を第３図イと同様に突合せて、該突合せ部
の数個所を仮付け溶接した後、第１図イに示すよ
うに突合せ部の一点である始点１０と電極２との
間にプラズマアーク５を点弧する。始点１０はプ
ラズマアーク５からの入熱により溶融し、電極２
を静止させておけば、遂にプラズマアーク５が管
１を貫通してキーホール５１を発生するに至る
が、該キーホール５１が発生する直前に電極２を
第１図ロのように図の左方へ所定の速度をもつて
移動させて、以降、通常のプラズマ溶接を行う。
ここに所定の速度とはキーホール５１を発生させ
ながら完全な裏波１１を形成する通常のプラズマ
溶接を実施するのに適当な速度をいう。前記のよ
うに電極２の移動開始直後においてはキーホール
５１を発生せしめないから第１図ロのように始点
１０の付近は裏波１１の形成が不完全である。電
極ロの移動開始時期にキーホール５１が発生する
直前とするのは始点１０にキーホール５１が発生
するよりも十分に前の時期とすると、電極２が始
点１０に回帰した後に電極２が図の左方へ移動す
べき距離が長くなり、キーホール５１が発生した
後とすると、キーホール５１が始点１０に残存す
ることによる。 前記のように電極２を第１図ロの左方に所定の
速度をもつて移動させ、通常のプラズマ溶接を行
い、管１の内周に完全な裏波１１を形成させた
後、電極２は管１の突合せ部の周囲を一周して第
１図ハのように図の右方から左方へと移動し来
り、始点１０に回帰した後に、第１図ニの中間点
１２の位置で溶接電流を減少させるとともに、暫
時左方への移動を継続し、第１図ニの中間点１３
の位置に至る。前記のようにプラズマ溶接は始点
１０を右から左へ通過した後も継続されるから、
電極２の移動開始直後における始点１０付近の裏
波１１の不完全部分は、完全な裏波１１に形成さ
れる。しかし、溶接電流を減少させた中間点１２
付近にピンホール１４が発生する。該ピンホール
１４は微細な針状の盲孔であつて、その生因は明
らかでないが、キーホール５１への該キーホール
５１周辺からの溶融金属の流入不足によるものと
考えられる。 前記中間点１３から電極２を第１図ニの左方か
ら右方へと逆行させ、ピンホール１４を通過して
第１図ホの終点１５に至り静止させる。 前記逆行の間にピンホール１４の周辺の金層が
溶融され、該溶融された金属が前記ピンホール１
４内へ流入してピンホール１４を除去する。前記
終点１５において第１図ヘのように溶加棒６をプ
ラズマアーク５中に挿入して電極２の直下に生ず
る溶融金属の凹部であるいわゆるクレーター１６
に溶加棒６から溶融金属を滴下してクレーター６
を充填した後、プラズマアーク５を消弧する。以
上をもつて裏波溶接３を終る。 次いで通常のTIG溶接等によつて、前記裏波溶
接３の外周に肉盛溶接を施して管の周溶接を完成
する。 実施例 第１表の供試材である管に第２表の開先を設け
て、二管を突合せ、仮付け溶接をした後、第３表
の条件でプラズマ溶接によつて裏波溶接を施し、
次いでTIG溶接を施して管を周溶接したものの溶
接部の全部分についてＸ線透過試験をするととも
に、母材ならびに溶接部から試験片を切り出して
機械試験を行い、引張り強さならびに衝撃値を求
めた結果を第６表に示す。前記プラズマ溶接を施
すにあたつてはプラズマアーク点弧後１秒間経過
したときに管を回転せしめて第３表のプラズマ溶
接条件でプラズマ溶接を施し、前記プラズマアー
クを点弧した突合せ部分が電極の直下に回帰した
後に溶接電流を100Aに減少させるとともに管の
前記回転を１秒間継続した後、逆転させて、前記
溶接電流を100Aに減少させたときに発生したピ
ンホールをおして電極の直下を通過せしめてから
管を静止させ、第４表の溶加棒をプラズマアーク
中に挿入してクレーターを充填した。またTIG溶
接を施すにあたつては第５表のTIG溶接条件で第
４表の溶加棒を用いて溶接を行つた。
【表】
【表】
示の記号に対応する。
【表】
【表】
【表】
【表】
第６表の結果から、本発明方法によつて得た周
溶接部の欠陥は皆無であり、溶接部の機械的性質
も母材部と同等であることがわかる。また溶接部
の外観、裏波の形状は理想的であり、ビードの溶
け込み状態はワインカツプ状の極めてすぐれたも
のであつた。 発明の効果 本発明の方法によれば管の周溶接において最重
要である裏波溶接にプラズマ溶接を適用すること
ができるので、管の内周に理想的な裏波を極めて
高能率に形成させることができ、従つて管に極め
て品質のすぐれた周溶接を高能率をもつて施すこ
とができるという著効が得られる。
溶接部の欠陥は皆無であり、溶接部の機械的性質
も母材部と同等であることがわかる。また溶接部
の外観、裏波の形状は理想的であり、ビードの溶
け込み状態はワインカツプ状の極めてすぐれたも
のであつた。 発明の効果 本発明の方法によれば管の周溶接において最重
要である裏波溶接にプラズマ溶接を適用すること
ができるので、管の内周に理想的な裏波を極めて
高能率に形成させることができ、従つて管に極め
て品質のすぐれた周溶接を高能率をもつて施すこ
とができるという著効が得られる。
第１図は本発明の管の周溶接方法における裏波
溶接の説明図であつて、同図イ，ロ，ハ，ニ，
ホ，ヘはそれぞれ各段階の状態を示す図である。
第２図はプラズマ溶接法の説明図であつて、同図
イは立断面図、同図ロは平面図である。第３図は
管の周溶接方法の説明図であつて、同図イはその
側面図、同図ロはイのAA矢視図、同図ハはイの
BB矢視図、同図ニはイに溶接を施した場合の
BB矢視図である。 １……管、１０……始点、１１……裏波、１２
……中間点、１３……中間点、１４……ピンホー
ル、１５……終点、１６……クレーター、２……
電極、３……裏波溶接、４……肉盛溶接、５……
プラズマアーク、５１……キーホール、５２……
ビード、６……溶加棒、７……被溶接物。
溶接の説明図であつて、同図イ，ロ，ハ，ニ，
ホ，ヘはそれぞれ各段階の状態を示す図である。
第２図はプラズマ溶接法の説明図であつて、同図
イは立断面図、同図ロは平面図である。第３図は
管の周溶接方法の説明図であつて、同図イはその
側面図、同図ロはイのAA矢視図、同図ハはイの
BB矢視図、同図ニはイに溶接を施した場合の
BB矢視図である。 １……管、１０……始点、１１……裏波、１２
……中間点、１３……中間点、１４……ピンホー
ル、１５……終点、１６……クレーター、２……
電極、３……裏波溶接、４……肉盛溶接、５……
プラズマアーク、５１……キーホール、５２……
ビード、６……溶加棒、７……被溶接物。
Claims (1)
- １ 開先加工を施した二管の端面を突合せ、該突
合せた部分と電極との間にプラズマアークを点弧
し、該点弧した部分にキーホールが発生する直前
に、前記二管を所定の周速をもつて一体に回転さ
せて通常のプラズマ溶接を行い、前記プラズマア
ークを点弧した突合せ部分が電極の直下に回帰し
た後に、溶接電流を減少させるとともに暫時前記
回転を継続した後、前記回転とは逆方向に前記二
管を一体に回転させて、前記溶接電流を減少させ
たときに発生したピンホールをして電極の直下を
通過せしめてから、前記二管を静止させ、溶加棒
をプラズマアーク中に挿入してクレーターに溶融
金属を充填した後、プラズマアークを消弧してな
る裏波溶接を施し、次いで該裏波溶接の外周に通
常の肉盛溶接を施すことを特徴とする管の周溶接
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1231086A JPS62173080A (ja) | 1986-01-22 | 1986-01-22 | 管の周溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1231086A JPS62173080A (ja) | 1986-01-22 | 1986-01-22 | 管の周溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62173080A JPS62173080A (ja) | 1987-07-29 |
| JPH0556231B2 true JPH0556231B2 (ja) | 1993-08-19 |
Family
ID=11801743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1231086A Granted JPS62173080A (ja) | 1986-01-22 | 1986-01-22 | 管の周溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62173080A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0195875A (ja) * | 1987-10-07 | 1989-04-13 | Shinko Electric Co Ltd | 円周溶接装置におけるクレータ処理方法 |
| JP2010023050A (ja) * | 2008-07-15 | 2010-02-04 | Taiyo Nippon Sanso Corp | プラズマ溶接法 |
| US8816240B2 (en) * | 2011-08-04 | 2014-08-26 | General Electric Company | Cladding system and method for applying a cladding to a power generation system component |
-
1986
- 1986-01-22 JP JP1231086A patent/JPS62173080A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62173080A (ja) | 1987-07-29 |
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