JPH06277847A - ステンレス鋼系のｔｉｇ溶接方法 - Google Patents
ステンレス鋼系のｔｉｇ溶接方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 タングステン電極の異常消耗を抑えかつ高純
度材料でも深い溶接溶込みが得られるＴＩＧ溶接法を得
ること。 【構成】 ＴＩＧ溶接トーチのガスノズルに孔径４〜７
mmφの大きさのものを使用し、ヘリウム、アルゴン等の
不活性ガスに体積比４００〜１５００ｐｐｍの酸素を混
合した溶接シールドガスを、３０ｌ／分以上の流量で供
給しながら溶接する。
度材料でも深い溶接溶込みが得られるＴＩＧ溶接法を得
ること。 【構成】 ＴＩＧ溶接トーチのガスノズルに孔径４〜７
mmφの大きさのものを使用し、ヘリウム、アルゴン等の
不活性ガスに体積比４００〜１５００ｐｐｍの酸素を混
合した溶接シールドガスを、３０ｌ／分以上の流量で供
給しながら溶接する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ステンレス鋼の溶接を
行なうＴＩＧ溶接方法に関する。
行なうＴＩＧ溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＴＩＧ溶接は、タングステン電極を用い
ヘリウム或はアルゴン等の不活性ガスでシールドさせな
がらアーク熱で母材を溶かす溶接法であり、一般に溶接
溶込み性は、溶接部表面の溶接ビード幅Ｗに対する溶接
溶込み深さＤの比において、その特性値Ｄ／Ｗが大きい
程溶け込み性がよいとされている。
ヘリウム或はアルゴン等の不活性ガスでシールドさせな
がらアーク熱で母材を溶かす溶接法であり、一般に溶接
溶込み性は、溶接部表面の溶接ビード幅Ｗに対する溶接
溶込み深さＤの比において、その特性値Ｄ／Ｗが大きい
程溶け込み性がよいとされている。
【０００３】ところで、鉄鋼材料を溶融させる際、その
溶込形態はその材料の組成に影響を受けることがよく知
られている。例えば、金属学会誌第５５巻第１号（（１
９９１）３６−４３ｐ）の向井氏等の論文“プラズマ加
熱による固体鉄試料の溶込み形状”によれば、材料中の
イオウ及び酸素の不純物量により溶込み形態が変化する
ことが指摘されている。即ち、イオウ成分では５０ｐｐ
ｍ、酸素量では７０ｐｐｍを境に融体の流れの方向が図
３の外向流から図４の内向流に変わるため、溶込形態と
してこれらの不純物が多い方が溶込性が良いとされてい
る。
溶込形態はその材料の組成に影響を受けることがよく知
られている。例えば、金属学会誌第５５巻第１号（（１
９９１）３６−４３ｐ）の向井氏等の論文“プラズマ加
熱による固体鉄試料の溶込み形状”によれば、材料中の
イオウ及び酸素の不純物量により溶込み形態が変化する
ことが指摘されている。即ち、イオウ成分では５０ｐｐ
ｍ、酸素量では７０ｐｐｍを境に融体の流れの方向が図
３の外向流から図４の内向流に変わるため、溶込形態と
してこれらの不純物が多い方が溶込性が良いとされてい
る。
【０００４】一方、材料選択については、不純物を低減
したより高純度な金属にしてその材料特性を得るように
一義的に材料選定するケースが多い。したがって、材料
組成のうち不純物量の少ない材料を溶接するには、従来
ＴＩＧ溶接では図３のようになりその溶込性に限界があ
る。
したより高純度な金属にしてその材料特性を得るように
一義的に材料選定するケースが多い。したがって、材料
組成のうち不純物量の少ない材料を溶接するには、従来
ＴＩＧ溶接では図３のようになりその溶込性に限界があ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、溶接溶込性改
善のためには溶接シールドガスに酸素を転化する方法が
考えられる。一般に溶接シールドガスに酸素を混入させ
る溶接方法としては、古くはＣＯ２−Ｏ２混合ガスを用
いた半自動溶接が知られている。しかしこの溶接方法
は、電極そのものを溶かす消耗電極方式であり、非消耗
電極方式であるＴＩＧ溶接とは基本的に異なる。また、
ＴＩＧ溶接のシールドガスに酸素を混入させた場合、活
性ガスである酸素によってタングステン電極が異常消耗
する等の問題がある。また混合させる酸素量が多いと溶
接部が酸化し品質を損なう恐れもある。
善のためには溶接シールドガスに酸素を転化する方法が
考えられる。一般に溶接シールドガスに酸素を混入させ
る溶接方法としては、古くはＣＯ２−Ｏ２混合ガスを用
いた半自動溶接が知られている。しかしこの溶接方法
は、電極そのものを溶かす消耗電極方式であり、非消耗
電極方式であるＴＩＧ溶接とは基本的に異なる。また、
ＴＩＧ溶接のシールドガスに酸素を混入させた場合、活
性ガスである酸素によってタングステン電極が異常消耗
する等の問題がある。また混合させる酸素量が多いと溶
接部が酸化し品質を損なう恐れもある。
【０００６】本発明はこのような点に鑑み、タングステ
ン電極の異常消耗を抑えかつ高純度材料でも深い溶接溶
込みが得られるＴＩＧ溶接方法を得ることを目的とす
る。
ン電極の異常消耗を抑えかつ高純度材料でも深い溶接溶
込みが得られるＴＩＧ溶接方法を得ることを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＴＩＧ溶接ト
ーチのガスノズルに孔径４〜７mmφの大きさのものを使
用し、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスに体積比４０
０〜１５００ｐｐｍの酸素を混合した溶接シールドガス
を、３０ｌ／分以上の流量で供給しながら溶接すること
を特徴とする。
ーチのガスノズルに孔径４〜７mmφの大きさのものを使
用し、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスに体積比４０
０〜１５００ｐｐｍの酸素を混合した溶接シールドガス
を、３０ｌ／分以上の流量で供給しながら溶接すること
を特徴とする。
【０００８】
【作用】溶接シールドガス中に混合されている酸素によ
って溶接溶込み性が改善されるとともに、高速流のシー
ルドガスによってタングステン電極が急速冷却され、電
極の消耗が軽減される。
って溶接溶込み性が改善されるとともに、高速流のシー
ルドガスによってタングステン電極が急速冷却され、電
極の消耗が軽減される。
【０００９】
【実施例】高純度材料において、その材料が含有する酸
素及びイオウが各々約５０ｐｐｍ以下の場合には、ＴＩ
Ｇ溶接の溶接溶込み性が悪いのが一般的である。この溶
込み性改善の方法として、ＴＩＧ溶接に使用する不活性
ガスに微量の酸素を混合させてその溶接溶込み性を試験
した。その結果、ステンレス鋼系では溶接シールドガス
に酸素を４００〜１５００ｐｐｍ混合させると溶込み性
が改善できることが見出された。ここで、酸素混合量と
して１０００ｐｐｍ以上では溶込み性改善効果が飽和す
る傾向にあり、必要以上の酸素を混合させると、溶接金
属中の酸素量を増やす結果となる。したがって、溶接溶
込み性を改善させるには溶接シールドガスの酸素量を４
００〜１５００ｐｐｍの範囲にすることが適当である。
素及びイオウが各々約５０ｐｐｍ以下の場合には、ＴＩ
Ｇ溶接の溶接溶込み性が悪いのが一般的である。この溶
込み性改善の方法として、ＴＩＧ溶接に使用する不活性
ガスに微量の酸素を混合させてその溶接溶込み性を試験
した。その結果、ステンレス鋼系では溶接シールドガス
に酸素を４００〜１５００ｐｐｍ混合させると溶込み性
が改善できることが見出された。ここで、酸素混合量と
して１０００ｐｐｍ以上では溶込み性改善効果が飽和す
る傾向にあり、必要以上の酸素を混合させると、溶接金
属中の酸素量を増やす結果となる。したがって、溶接溶
込み性を改善させるには溶接シールドガスの酸素量を４
００〜１５００ｐｐｍの範囲にすることが適当である。
【００１０】一方、通常のＴＩＧ溶接では、例えば溶接
電流１００Ａの溶接の場合、ガスノズル孔径を９〜１１
mm、溶接シールドガスの供給流量を５〜１０ｌ／分とす
るのが一般的である。そこで、上記微量酸素４００〜１
５００ｐｐｍのシールドガスを用い、上記一般的なガス
ノズル孔径及び溶接ガス流量で溶接するとタングステン
電極が酸素の影響で異常消耗して実用には耐えない。
電流１００Ａの溶接の場合、ガスノズル孔径を９〜１１
mm、溶接シールドガスの供給流量を５〜１０ｌ／分とす
るのが一般的である。そこで、上記微量酸素４００〜１
５００ｐｐｍのシールドガスを用い、上記一般的なガス
ノズル孔径及び溶接ガス流量で溶接するとタングステン
電極が酸素の影響で異常消耗して実用には耐えない。
【００１１】そこで、このタングステン電極の異常消耗
を防止し、実用レベルにするには、溶接シールドガス流
量を３０ｌ／分以上とし、ガスノズル孔径を４〜７mmφ
に絞るとよいことが判明した。すなわち、このようにガ
スノズル孔径を絞るとシールドガスが高速流となりタン
グステン電極が急速冷却され、消耗量が大幅に改善され
る。
を防止し、実用レベルにするには、溶接シールドガス流
量を３０ｌ／分以上とし、ガスノズル孔径を４〜７mmφ
に絞るとよいことが判明した。すなわち、このようにガ
スノズル孔径を絞るとシールドガスが高速流となりタン
グステン電極が急速冷却され、消耗量が大幅に改善され
る。
【００１２】図１は、上記ＴＩＧ溶接装置の概略構成を
示す図であり、不活性ガスボンベ１及び酸素ボンベ２か
ら、それぞれ不活性ガス及び酸素ガス流量計３ａ，３ｂ
及び流量絞り弁４ａ，４ｂを経てガス混合筒５に供給さ
れ、そこで酸素と不活性ガスが一定割合に混合される。
上記ガス混合筒５で混合された混合ガスは溶接トーチ６
のガスノズル７から溶接母材８に向って供給される。な
お図中符号９はＴＩＧ溶接電源、１０はタングステン電
極である。
示す図であり、不活性ガスボンベ１及び酸素ボンベ２か
ら、それぞれ不活性ガス及び酸素ガス流量計３ａ，３ｂ
及び流量絞り弁４ａ，４ｂを経てガス混合筒５に供給さ
れ、そこで酸素と不活性ガスが一定割合に混合される。
上記ガス混合筒５で混合された混合ガスは溶接トーチ６
のガスノズル７から溶接母材８に向って供給される。な
お図中符号９はＴＩＧ溶接電源、１０はタングステン電
極である。
【００１３】このような装置でＳＵＳ３１６ステンレス
鋼の溶接を行った結果を図２に示す。
鋼の溶接を行った結果を図２に示す。
【００１４】図２（ａ）は、従来の溶接方法によって溶
接を行なったもので、溶接条件として、不活性ガス流量
を７．５ｌ／分、ガスノズル孔径を１１mmφとして溶接
したサンプルの溶接部断面の金属組織の写真である。こ
の図から判るように溶接溶込み形態は、溶接ビード幅が
比較的に広く、溶込みが浅い。
接を行なったもので、溶接条件として、不活性ガス流量
を７．５ｌ／分、ガスノズル孔径を１１mmφとして溶接
したサンプルの溶接部断面の金属組織の写真である。こ
の図から判るように溶接溶込み形態は、溶接ビード幅が
比較的に広く、溶込みが浅い。
【００１５】一方、図２（ｂ）では、本発明の溶接方法
によって溶接を行なったもので、不活性ガス４０ｌ／
分、酸素３０ｍｌ／分とし、その混合比を約７５０ｐｐ
ｍ酸素濃度の混合ガスを用い、ガスノズル孔径を６mmφ
として溶接したサンプルの溶接部断面の金属組織の写真
である。しかして、この場合、図２の（ａ）に比べ
（ｂ）では溶接溶込み性が極めて向上し、相対的に溶接
ビード幅が狭く深い溶込みが得られている。
によって溶接を行なったもので、不活性ガス４０ｌ／
分、酸素３０ｍｌ／分とし、その混合比を約７５０ｐｐ
ｍ酸素濃度の混合ガスを用い、ガスノズル孔径を６mmφ
として溶接したサンプルの溶接部断面の金属組織の写真
である。しかして、この場合、図２の（ａ）に比べ
（ｂ）では溶接溶込み性が極めて向上し、相対的に溶接
ビード幅が狭く深い溶込みが得られている。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は不活性ガ
スに酸素を混合した溶接シールドガスを使用するので、
十分な深さの溶込みを得ることができ、溶接トーチのガ
スノズル孔径を４〜７mmφとし溶接シールドガスの流量
を３０ｌ／分以上としたので、タングステン電極の消耗
量が低減され、溶込み不足や不必要な溶接熱変形を防止
することができ、品質向上を図ることができる。
スに酸素を混合した溶接シールドガスを使用するので、
十分な深さの溶込みを得ることができ、溶接トーチのガ
スノズル孔径を４〜７mmφとし溶接シールドガスの流量
を３０ｌ／分以上としたので、タングステン電極の消耗
量が低減され、溶込み不足や不必要な溶接熱変形を防止
することができ、品質向上を図ることができる。
【図１】本発明方法を実施するための溶接装置の概略構
成図。
成図。
【図２】溶接溶込み断面の金属組織を示す写真で、
（ａ）は従来の溶接方法によるもの、（ｂ）は本発明方
法によって溶接を行なったものの金属組織を示す写真。
（ａ）は従来の溶接方法によるもの、（ｂ）は本発明方
法によって溶接を行なったものの金属組織を示す写真。
【図３】溶融池の外向流と溶込み形態を示すモデル図。
【図４】溶融池の内向流と溶込み形態を示すモデル図。
１ 不活性ガスボンベ ２ 酸素ボンベ ３ａ，３ｂ ガス流量計 ４ａ，４ｂ 流量絞り弁 ５ ガス混合筒 ６ 溶接トーチ ７ ガスノズル
Claims (1)
- 【請求項１】ＴＩＧ溶接トーチのガスノズルに孔径４〜
７mmφの大きさのものを使用し、ヘリウム、アルゴン等
の不活性ガスに体積比４００〜１５００ｐｐｍの酸素を
混合した溶接シールドガスを、３０ｌ／分以上の流量で
供給しながら溶接することを特徴とする、ステンレス鋼
系のＴＩＧ溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9359293A JPH06277847A (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | ステンレス鋼系のｔｉｇ溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9359293A JPH06277847A (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | ステンレス鋼系のｔｉｇ溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06277847A true JPH06277847A (ja) | 1994-10-04 |
Family
ID=14086580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9359293A Pending JPH06277847A (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | ステンレス鋼系のｔｉｇ溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06277847A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004026519A1 (ja) * | 2002-09-09 | 2004-04-01 | National Institute For Materials Science | 低変態温度溶接材料を使用する溶接方法 |
| EP1655096A1 (fr) * | 2004-11-09 | 2006-05-10 | Safmatic | Torche de soudage à l'arc de type double flux avec une électrode non consommable adaptée au soudage de tubes avec la pointe de l'électrode se situant dans le plan de la buse interne |
| JP2008264818A (ja) * | 2007-04-19 | 2008-11-06 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 非消耗電極式溶接方法およびその装置 |
| US7915560B2 (en) | 2003-03-19 | 2011-03-29 | Taiyo Nippon Sanso Corporation | TIG welding equipment and TIG welding methods |
-
1993
- 1993-03-29 JP JP9359293A patent/JPH06277847A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004026519A1 (ja) * | 2002-09-09 | 2004-04-01 | National Institute For Materials Science | 低変態温度溶接材料を使用する溶接方法 |
| CN100418689C (zh) * | 2002-09-09 | 2008-09-17 | 独立行政法人物质·材料研究机构 | 使用低相变温度焊接材料的焊接方法 |
| US7915560B2 (en) | 2003-03-19 | 2011-03-29 | Taiyo Nippon Sanso Corporation | TIG welding equipment and TIG welding methods |
| EP1655096A1 (fr) * | 2004-11-09 | 2006-05-10 | Safmatic | Torche de soudage à l'arc de type double flux avec une électrode non consommable adaptée au soudage de tubes avec la pointe de l'électrode se situant dans le plan de la buse interne |
| JP2008264818A (ja) * | 2007-04-19 | 2008-11-06 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 非消耗電極式溶接方法およびその装置 |
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