JPH06285643A - Arc welding method for steel - Google Patents
Arc welding method for steelInfo
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- JPH06285643A JPH06285643A JP5079752A JP7975293A JPH06285643A JP H06285643 A JPH06285643 A JP H06285643A JP 5079752 A JP5079752 A JP 5079752A JP 7975293 A JP7975293 A JP 7975293A JP H06285643 A JPH06285643 A JP H06285643A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は鋼材のアーク溶接方法に
係り、特に気泡発生物質が設けられた鋼板のアーク溶接
方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an arc welding method for steel materials, and more particularly to an arc welding method for steel plates provided with a bubble generating substance.
【０００２】[0002]
【従来の技術】アーク溶接においては、溶接時にアーク
を大気から遮断するシールドガスとして、一般に炭酸ガ
ス（ＣＯ2 ガス）を含む不活性ガス（例えばＡｒガス）
が用いられている。ＣＯ2 ガスは、安価でありシールド
性もよい。2. Description of the Related Art In arc welding, an inert gas (eg, Ar gas) generally containing carbon dioxide gas (CO 2 gas) is used as a shield gas for shielding the arc from the atmosphere during welding.
Is used. CO 2 gas is inexpensive and has a good shielding property.
【０００３】ところが、亜鉛メッキ鋼板のアーク溶接に
おいては、以下に述べるような問題があり、その問題軽
減のために上記シールドガスは殆ど寄与していない。However, arc welding of galvanized steel sheet has the following problems, and the shielding gas hardly contributes to alleviate the problems.
【０００４】つまり、亜鉛メッキ鋼板のアーク溶接にお
いては、単なる鋼板（メッキ無し鋼板）の溶接の場合に
比べ、通常の３倍程度の粉塵（ヒューム）が発生し、そ
の環境が悪化する。この粉塵発生の理由は、鉄の融点が
約1500℃であるのに対して、亜鉛の融点が約 906℃であ
り、溶接時に亜鉛が溶接熱で急激に蒸発することに起因
する。この蒸発した亜鉛は溶接部分に気泡（ブローホー
ル）として残存し、溶接部分の強度低下の原因となる。That is, in arc welding of a galvanized steel sheet, about three times as much dust (fumes) as usual is generated compared with the case of welding a simple steel sheet (non-plated steel sheet), and the environment thereof deteriorates. The reason for the generation of dust is that the melting point of iron is about 1500 ° C, whereas the melting point of zinc is about 906 ° C, and zinc rapidly evaporates due to welding heat during welding. The evaporated zinc remains in the welded portion as bubbles (blowholes), which causes a decrease in the strength of the welded portion.
【０００５】本発明に関する従来技術としして、特開平
２−３７９７５号公報開示の技術が知られている。同公
報に開示された技術は、亜鉛メッキ鋼板に対してアーク
溶接を行う際、アークを炭酸ガスと酸素ガスとを含むシ
ールドガスにより大気から遮断することを特徴とするも
のである。As a conventional technique related to the present invention, a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-37975 is known. The technique disclosed in the publication is characterized in that when performing arc welding on a galvanized steel sheet, the arc is shielded from the atmosphere by a shield gas containing carbon dioxide gas and oxygen gas.
【０００６】この方法によりアーク溶接を行うと、シー
ルドガス中に炭酸ガス（ＣＯ2 ガス）と酸素ガス（Ｏ2
ガス）が存在するため、ＣＯ2 ガスもアークで分解して
酸素を発生し、Ｏ2 ガス及びＣＯ2 ガスの存在によりシ
ールドガスは酸化性ガスとしての特性を強めることにな
る。When arc welding is performed by this method, carbon dioxide gas (CO 2 gas) and oxygen gas (O 2 ) are contained in the shield gas.
Gas exists), the CO 2 gas is also decomposed by the arc to generate oxygen, and the presence of the O 2 gas and the CO 2 gas enhances the characteristics of the shield gas as an oxidizing gas.
【０００７】このようにシールドガス中における酸素濃
度を増すことにより、溶接時に約 900℃を越えた範囲に
おいても、メッキ層中の亜鉛成分が酸化されてＺｎＯ
（昇華点が約1720℃）となり、亜鉛の蒸発が抑えられ
る。従って、ブローホールの発生は少なくなり、溶接部
分の強度低下を防止することができる。By increasing the oxygen concentration in the shield gas in this way, the zinc component in the plating layer is oxidized and ZnO is oxidized even in the range of over 900 ° C. during welding.
(The sublimation point is about 1720 ℃), and the evaporation of zinc is suppressed. Therefore, the occurrence of blowholes is reduced, and it is possible to prevent the strength of the welded portion from decreasing.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ここで、本発明者が実
施した実験により求められたシールドガス中における酸
素濃度とブローホール発生数の関係を図９及び図１０に
示す。Here, FIGS. 9 and 10 show the relationship between the oxygen concentration in the shield gas and the number of blowholes, which is obtained by an experiment conducted by the present inventor.
【０００９】図９は、アルゴン（Ａｒ）−炭酸（Ｃ
Ｏ2 ）混合ガスによるＭＡＧ（Metal Active Gas）溶接
における酸素の効果を示している。同図における横軸
は、シールドガスとしてＡｒ８０％とＣＯ2 ２０％の混
合ガスに添加したＯ2 濃度の割合を示しており、縦軸は
溶接ビート100mm あたりに発生するブローホールの数を
示している。また、溶接条件は下記のように設定した。FIG. 9 shows argon (Ar) -carbonic acid (C
It shows the effect of oxygen in MAG (Metal Active Gas) welding with O 2 ) mixed gas. The horizontal axis in the figure shows the ratio of the O 2 concentration added to a mixed gas of 80% Ar and 20% CO 2 as a shield gas, and the vertical axis shows the number of blow holes generated per 100 mm of the welding beat. There is. The welding conditions were set as follows.
【００１０】供試材 ：合金化溶融亜鉛メッキ鋼
板、メッキ目付け量45/m2 板厚 ：1.6mm 継手形状 ：重ね隅肉継手 溶接ワイヤ径：1.2mm 成分 ：C(0.05),Si(0.36),Mn(0.53),P(0.005),N
b(0.94),残部Fe 溶接速度 ：1m/min 溶接電流 ：180A 溶接電圧 ：20V 同図より、酸素濃度を増大させるとブローホール数は減
少するが、その効果は４〜６％程度で最小となり、さら
なる向上は見込めない。また、１０％を越える酸素の添
加は溶接金属の酸化が著しくなって機械的な性質を劣化
させるので好ましくないことが知られている。Specimen: Alloyed hot dip galvanized steel sheet, coating weight 45 / m 2 Plate thickness: 1.6mm Joint shape: Overlap fillet joint Welding wire diameter: 1.2mm Component: C (0.05), Si (0.36) , Mn (0.53), P (0.005), N
b (0.94), balance Fe Welding speed ： 1m / min Welding current ： 180A Welding voltage ： 20V From the figure, increasing oxygen concentration decreases the number of blowholes, but the effect is the smallest at about 4 to 6%. , Further improvement cannot be expected. Further, it is known that the addition of oxygen in excess of 10% is not preferable since the oxidation of the weld metal becomes remarkable and the mechanical properties are deteriorated.
【００１１】一方、図１０はアルゴンガス用いるＭＩＧ
（Metal Ineut Gas)溶接における酸素の効果を示してい
る。同図においても横軸は、シールドガスとしてのＡｒ
ガスに添加したＯ2 濃度の割合を示しており、縦軸は溶
接ビード100mm あたりに発生するブローホールの数を示
している。また、溶接条件も継手形状がＴ字隅肉継手で
ある点，溶接電流が220Aである点を除き上記したＭＡＧ
溶接の溶接条件と同じである。On the other hand, FIG. 10 shows MIG using argon gas.
(Metal Ineut Gas) Shows the effect of oxygen in welding. Also in the figure, the horizontal axis represents Ar as a shield gas.
The ratio of the O 2 concentration added to the gas is shown, and the vertical axis shows the number of blow holes generated per 100 mm of the welding bead. Also, the welding conditions are the above-mentioned MAG except that the joint shape is a T-shaped fillet joint and the welding current is 220A.
It is the same as the welding conditions for welding.
【００１２】同図より、ＭＩＧ溶接においても図９で示
したＭＡＧ溶接と同様に、酸素濃度を増加させることに
よりブローホール数は減少するが、前記した機械的な性
質を劣化させる限度となる酸素濃度１０％においてもブ
ローホール数を皆無とすることはできない。また、酸素
濃度が２％の場合には、アークがやや不安定となり、そ
れより低濃度ではビードの形成が困難となる。From the figure, in the MIG welding as well as in the MAG welding shown in FIG. 9, increasing the oxygen concentration decreases the number of blowholes, but oxygen which is the limit of deteriorating the mechanical properties described above. Even at a concentration of 10%, the number of blowholes cannot be eliminated. Further, when the oxygen concentration is 2%, the arc becomes slightly unstable, and when the oxygen concentration is lower than that, it becomes difficult to form beads.
【００１３】上記した実験結果より、ＭＡＧ溶接及びＭ
ＩＧ溶接において、シールドガスに含まれる酸素濃度を
単に増やしただけではブローホール数の減少は認められ
るものの、ブローホール数を皆無とすることはできず、
よって普通鋼板並みの溶接強度を得ることができないと
いう問題点があった。From the above experimental results, MAG welding and M
In IG welding, the number of blowholes can be reduced by simply increasing the oxygen concentration contained in the shielding gas, but the number of blowholes cannot be eliminated.
Therefore, there is a problem that it is not possible to obtain welding strength comparable to that of ordinary steel plates.
【００１４】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、溶接時に印加されるアーク力により溶融金属を振
動させ、この振動により発生する気泡（ブローホール）
を溶融金属の外部に押しやり除去することにより、ブロ
ーホールの発生を抑制し機械的強度の向上を図りうる鋼
板のアーク溶接方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and the molten metal is vibrated by the arc force applied at the time of welding, and bubbles (blowholes) generated by this vibration are generated.
An object of the present invention is to provide an arc welding method for a steel sheet, which can suppress the generation of blowholes and improve the mechanical strength by extruding and removing the metal to the outside of the molten metal.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明方法では、シールドガスとして、アルゴン
（Ａｒ）或いはアルゴンに炭酸ガスを２５％以下の割合
で混合したガスを用いて気泡発生物質を有する鋼材のア
ーク溶接方法において、電流波形のパターン或いはワイ
ヤ送給速度によって、平均実効電流を１０〜５０Ｈｚの
周波数で変動させることを特徴とするものである。In order to solve the above-mentioned problems, in the method of the present invention, bubbles are generated by using, as a shield gas, argon (Ar) or a gas in which carbon dioxide gas is mixed with argon at a ratio of 25% or less. In the method for arc welding of a steel material having a substance, the average effective current is varied at a frequency of 10 to 50 Hz depending on the pattern of the current waveform or the wire feeding speed.
【００１６】[0016]
【作用】上記の如く、電流波形のパターン或いはワイヤ
送給速度によって平均実効電流を変動させることによ
り、アークが溶融池に作用するアーク力も変動する。こ
れを図１（Ａ），（Ｂ）を用いて説明する。As described above, by varying the average effective current according to the pattern of the current waveform or the wire feeding speed, the arc force acting on the molten pool by the arc also varies. This will be described with reference to FIGS. 1 (A) and 1 (B).
【００１７】同図において、１は溶接ワイヤ，２はアー
ク，３は被溶接材（鋼板），４は溶融池，５は溶接金
属，６は気泡（ブローホール），７はメッキ層（亜鉛）
を夫々示している。前記のように溶接時の平均実効電流
が変動すると、アーク２が溶融池４に作用するアーク力
も変動する。アーク力は溶融池４を押し下げる力として
作用するため、アーク力が変動することにより溶融池４
は図中矢印Ａで示されるように波打つ状態となる。In the figure, 1 is a welding wire, 2 is an arc, 3 is a material to be welded (steel plate), 4 is a weld pool, 5 is a weld metal, 6 is a bubble (blowhole), and 7 is a plating layer (zinc).
Are shown respectively. When the average effective current during welding changes as described above, the arc force acting on the molten pool 4 by the arc 2 also changes. Since the arc force acts as a force that pushes down the molten pool 4, the arc force fluctuates and the molten pool 4
Is in a wavy state as shown by an arrow A in the figure.
【００１８】このように溶融池４が波打つ状態となるこ
とにより、溶融池４内にメッキ層７から気泡６が発生し
ても、この気泡６は溶融池４の流れ（図中矢印Ｂで示
す）及び気泡６の浮力により溶融池表面に達し溶融池４
の外部に放出される。また、最も効率的に気泡６を溶融
池４の外部に放出し得るアーク力が変動の周波数は、本
発明者の実験によれば１０〜５０Ｈｚであった（後に詳
述する）。When the molten pool 4 becomes wavy in this way, even if bubbles 6 are generated from the plating layer 7 in the molten pool 4, the bubbles 6 flow in the molten pool 4 (indicated by arrow B in the figure). ) And the buoyancy of the bubbles 6 reach the surface of the molten pool and
Is released to the outside of. In addition, the frequency at which the arc force that can most efficiently discharge the bubbles 6 to the outside of the molten pool 4 was 10 to 50 Hz according to the experiments of the present inventors (described in detail later).
【００１９】よって、溶接時の平均実効電流を１０〜５
０Ｈｚの周波数で変動させることにより、溶融池４内に
気泡（ブローホール）６が残存することはなくなり、溶
接部分における機械的強度の向上を図ることができる。Therefore, the average effective current during welding is 10 to 5
By changing the frequency at 0 Hz, the bubbles (blowholes) 6 do not remain in the molten pool 4, and the mechanical strength in the welded portion can be improved.
【００２０】[0020]
【実施例】次に本発明方法の実施例について図面と共に
説明する。Embodiments of the method of the present invention will now be described with reference to the drawings.
【００２１】図２に示すのは、本発明の一実施例である
鋼板のアーク溶接方法を実施する際に適用される電流波
形を示しており、図３及び図４は図２で示される電流波
形で溶接を行った場合におけるブローホールの発生数を
示している。先ず、図２を用いて本発明方法で適用され
る電流波形について説明する。尚、以下の説明において
は、図１も適宜参照しつつ説明する。FIG. 2 shows a current waveform applied when the arc welding method for a steel sheet according to one embodiment of the present invention is carried out, and FIGS. 3 and 4 show the current waveform shown in FIG. It shows the number of blowholes generated when welding is performed in a waveform. First, the current waveform applied by the method of the present invention will be described with reference to FIG. In the following description, reference will also be made to FIG. 1 as appropriate.
【００２２】同図中、Ｔｐはワイヤ溶滴を粒滴移行させ
るために必要なパルス周期（基準パルスという）であ
り、通常の薄板の溶接では３〜７msecである。またＴL
とＴHの期間では、夫々のピーク電流ＩL ，ＩH や時間
幅ｔL ，ｔH が異なり平均実行電流値が異なるため、そ
の結果アークが溶融池４（図１参照）を押し下げる力、
即ち平均アーク力ＦL ，ＦH が異なる。いま、上記
ＴL ，ＴH の繰り返し周期Ｔ W をうねり周期と定義する
と、溶融池４の受ける平均アーク力ＦL ，ＦH はこのう
ねり周期ＴW に基づき変動することになる。In the figure, Tp is a wire droplet transferred to a droplet.
Is the pulse period (referred to as the reference pulse)
Therefore, it is 3 to 7 msec in the welding of ordinary thin plates. See also TL
And THOf the peak current IL, IHAnd time
Width tL, THAnd the average running current value is different.
As a result, the force that the arc pushes down the molten pool 4 (see Fig. 1),
That is, the average arc force FL, FHIs different. Now above
TL, THRepetition cycle T WIs defined as the swell cycle
And the average arc force F received by the molten pool 4L, FHThis
Twist cycle TWIt will fluctuate based on.
【００２３】ここで、平均アーク力ＦL ，ＦH を求める
とおおよそ下式のように表せる。[0023] Here, the average arc force F L, the seek F H can be expressed approximately as the following equation.
【００２４】[0024]
【数１】 [Equation 1]
【００２５】上記（１），（２）式において、ＩL ＜Ｉ
H であるため、ＦL ＜ＦH となり、期間ＴL とＴH でア
ーク力は異なる値となる。尚、ここでは、平均電流，平
均送給速度を一定としており、In the above equations (1) and (2), I L <I
Since H , F L <F H , and the arc forces have different values in the periods T L and T H. In addition, here, the average current and the average feeding speed are constant,
【００２６】[0026]
【数２】 [Equation 2]
【００２７】となる。この期間ＴL とＴH における平均
アーク力ＦL ，ＦH が異なることにより、溶融池４には
図１を用いて説明したように波打ち現象が発生し、溶融
池４内に気泡６が発生しても、この気泡６は溶融池４の
流れ（ＦH の場合は図１中矢印Ｂで示す方向、ＦL の場
合は矢印Ｂと逆向きとなる）及び気泡６の浮力により溶
融池表面に達し溶融池４の外部に放出される。[0027] The average arc force F L at the period T L and T H, by F H are different, the molten pool 4 phenomenon waving as described with reference to FIG. 1 occurs, the bubble 6 generated in the molten pool 4 and even, (direction indicated by arrow in FIG. 1 B in the case of F H, the arrow B and the direction opposite to the case of F L) the bubble 6 flow of the molten pool 4 and molten pool surface by buoyancy of the bubble 6 And is discharged to the outside of the molten pool 4.
【００２８】続いて、図２で示される電流波形で溶接を
行った場合におけるブローホールの発生数を、図３及び
図４を用いて説明する。Next, the number of blowholes generated when welding is performed with the current waveform shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
【００２９】図３はＭＡＧ溶接を用いた場合を示してお
り、図４はＭＩＧ溶接を用いた場合を示している。ま
た、各図における横軸は、上記のうねり周期ＴW が１秒
間に繰り返されるサイクル数である周波数（この周波数
をうねり周波数という）を示しており、縦軸は溶接ビー
ド100mm あたりに発生するブローホールの数を示してい
る。FIG. 3 shows the case where MAG welding is used, and FIG. 4 shows the case where MIG welding is used. The horizontal axis in each figure represents the frequency (the frequency is referred to as the undulation frequency), which is the number of cycles in which the undulation period T W is repeated in one second, and the vertical axis represents the blow generated per 100 mm of the welding bead. Shows the number of holes.
【００３０】更に、図３にはシールドガスとして用いら
れているアルゴン（Ａｒ）−炭酸（ＣＯ2 ）混合ガスに
酸素（Ｏ2 ）を全く含有させない場合，２％含有させた
場合，４％含有させた場合の夫々を示しており、また図
４にはＡｒガスにＯ2 を２％含有させた場合，４％含有
させた場合，６％含有させた場合の夫々を示している。Further, in FIG. 3, when the argon (Ar) -carbonic acid (CO 2 ) mixed gas used as the shield gas does not contain oxygen (O 2 ) at all, when it is contained at 2%, it is contained at 4%. FIG. 4 shows the cases where O 2 was contained in the Ar gas at 2%, 4% was contained, and 6% was contained in FIG. 4, respectively.
【００３１】先ず、図３に示されたＭＡＧ溶接を用いた
場合を考察すると、各酸素濃度においてうねり周波数の
効果が認められるが、酸素濃度が０％の場合には極小値
であってもまだ満足できるレベルではない。これに対し
て、酸素濃度が２％以上では、うねり周波数を適宜選定
することによりブローホールを皆無とすることができ
る。特に、うねり周波数の値が１０〜５０Ｈｚの範囲に
おいて、酸素濃度が０％の場合における極小値と同等以
上の効果を得ることができる。また、このうねり周波数
の値が１０〜５０Ｈｚの範囲において発生するブローホ
ール数であれば、溶接部分の機械的強度は維持でき、溶
接部分の信頼性を維持することができる。First, considering the case of using the MAG welding shown in FIG. 3, the effect of the swell frequency is recognized at each oxygen concentration, but when the oxygen concentration is 0%, even if it is a minimum value, it is still present. Not at a satisfactory level. On the other hand, when the oxygen concentration is 2% or more, blowholes can be eliminated by appropriately selecting the swell frequency. In particular, when the value of the swell frequency is in the range of 10 to 50 Hz, an effect equal to or more than the minimum value when the oxygen concentration is 0% can be obtained. Further, if the number of blowholes occurs in the range of the swell frequency of 10 to 50 Hz, the mechanical strength of the welded portion can be maintained and the reliability of the welded portion can be maintained.
【００３２】また、図４に示されたＭＩＧ溶接を用いた
場合を考察すると、ＭＩＧ溶接においてもＭＡＧ溶接の
場合と略同様の効果を実現でき、各酸素濃度においてう
ねり周波数の効果が認められる。このＭＩＧ溶接の場合
においても、うねり周波数の値を１０〜５０Ｈｚの範囲
に設定することにより、発生するブローホール数を溶接
部分の機械的強度を維持できる範囲に抑えることがで
き、溶接部分の信頼性を向上させることができる。Considering the case of using the MIG welding shown in FIG. 4, the effect similar to that of the MAG welding can be realized in the MIG welding, and the effect of the swell frequency is recognized at each oxygen concentration. Even in the case of this MIG welding, by setting the value of the swell frequency in the range of 10 to 50 Hz, the number of blowholes generated can be suppressed within a range in which the mechanical strength of the welded part can be maintained, and the reliability of the welded part is improved. It is possible to improve the sex.
【００３３】尚、上記した図２に示す電流波形を用いた
場合、アーク力ＦL ，ＦH は異なるが、期間ＴL ，ＴH
における各電流パルスの面積ＳL ，ＳH （１パルスの電
流量）は夫々等しい値となっている。即ち、[0033] In the case of using the current waveform shown in FIG. 2 described above, the arc force F L, F H is different, the period T L, T H
Areas S L and S H (current amount of one pulse) of the respective current pulses are equal to each other. That is,
【００３４】[0034]
【数３】 [Equation 3]
【００３５】従って、１パルスにより発生する溶滴の量
は期間ＴL ，ＴH に拘わらず一定であるため、上記した
実施例においては溶接ワイヤ１の送り速度は一定の送り
速度とすることができ、アークの長さも一定とすること
ができる。Therefore, since the amount of droplets generated by one pulse is constant regardless of the periods T L and T H , the feed rate of the welding wire 1 can be set to a constant feed rate in the above embodiment. It is possible to make the length of the arc constant.
【００３６】上記してきた説明より明らかなように、本
発明方法は、アーク力ＦL ，ＦH が１０〜５０Ｈｚのう
ねり周波数で変動することにより溶接池が前後に振動
し、底面での湯流れによって気泡が押し流されることか
ら、ブローホール数を削減できるという効果を奏する。
上記実施例では、溶融池４に印加されるアーク力ＦL ，
ＦH の変動を、溶接電流のパルス波形の違いからくる実
効電流値の違いにより与える構成を示した。しかるに、
溶融池４を押し下げるという同様の目的に対しては、上
記の方法の他に平均電流を増減させても、またワイヤ送
給速度を増減させても良い。以下、これについて説明す
る。[0036] As is clear from the description which has been described above, the present method, weld pool to vibrate back and forth by the arc force F L, F H fluctuates undulation frequency of 10～50Hz, fluidity at the bottom Since the bubbles are washed away by the effect, it is possible to reduce the number of blow holes.
In the above embodiment, the arc force F L applied to the molten pool 4,
The configuration is shown in which the fluctuation of F H is given by the difference in the effective current value resulting from the difference in the pulse waveform of the welding current. However,
For the same purpose of pushing down the molten pool 4, the average current may be increased or decreased or the wire feeding speed may be increased or decreased in addition to the above method. This will be described below.
【００３７】図５に示す溶接電流の電流波形は、平均電
流を増減させることによりアーク力を変動させようとし
たものである。同図に示す電流波形の場合は、各パルス
において時間幅ｔL ，ｔH は等しい（ｔL ＝ｔH ）が、
期間ＴL ，ＴH における夫々のピーク電流ＩL ，ＩH の
値が異なっている。但し、うねり周期期間内における総
電流量は図２に示した電流波形と等しくなるよう設定さ
れている。The current waveform of the welding current shown in FIG. 5 is intended to change the arc force by increasing or decreasing the average current. In the case of the current waveform shown in the same figure, the time widths t L and t H are equal in each pulse (t L = t H ), but
The peak currents I L and I H in the periods T L and T H have different values. However, the total current amount within the swell cycle period is set to be equal to the current waveform shown in FIG.
【００３８】上記構成とすることによっても、期間ＴL
においてはピーク電流ＩL が小であるためアーク力ＦL
は低減し、期間ＴH においてはピーク電流ＩH が大であ
るためアーク力ＦH は大となる。よって、このアーク力
ＦL とＦH が、前記した１０〜５０Ｈｚのうねり周波数
で変動するよう構成することにより、ブローホールの発
生を抑制することができ、溶接部の機械的強度を向上さ
せることができる。With the above arrangement, the period T L
, The peak current I L is small, so the arc force FL
And the arc force F H becomes large in the period T H because the peak current I H is large. Therefore, that the arc force F L and F H is, by configuring such that varies undulation frequency 10~50Hz described above, which can suppress the generation of blowholes, improves the mechanical strength of the weld You can
【００３９】尚、図５に示す実施例では、期間ＴL と期
間ＴH とにおいて、１パルスで生成される溶滴量が異な
る。従って、本実施例の場合には溶接ワイヤ１の送り速
度をうねり周波数に対応させて可変制御する必要があ
る。In the embodiment shown in FIG. 5, the droplet amount produced by one pulse is different between the period T L and the period T H. Therefore, in the case of this embodiment, it is necessary to variably control the feed rate of the welding wire 1 in accordance with the swell frequency.
【００４０】また、図６に示すのはワイヤ送給速度を増
減させた構成である。アーク長をほぼ一定に保つには、
同時に平均電流（Ｉav）を比例的に増減する必要賀在る
が、図６ではその一方法としてパルス数の増減を行った
例である。従って、電流波形としては基準パルスＴｐが
繰り返し発生する波形を用い、ワイヤ送給速度を期間Ｔ
L においては小なる送給速度ＶL とし、期間ＴH におい
ては大なる送給速度Ｖ H とし、かつその繰り返えされる
周波数を前記したうねり周波数である１０〜５０Ｈｚと
することにより、上記した各実施例と同様に発生するブ
ローホール数を抑制でき、溶接部分の機械的強度を向上
でき、よって溶接部分の信頼性を向上させることができ
る。Further, FIG. 6 shows that the wire feeding speed is increased.
It is a reduced structure. To keep the arc length almost constant,
At the same time, the average current (Iav) Needs to be proportionally increased or decreased.
However, in FIG. 6, the number of pulses was increased or decreased as one method.
Here is an example. Therefore, as the current waveform, the reference pulse Tp is
The wire feeding speed is set to the period T using the waveform that is repeatedly generated.
LAt a small feed rate VLAnd the period THsmell
The maximum feeding speed V HAnd that is repeated
The frequency is 10 to 50 Hz, which is the above-mentioned undulation frequency.
By doing so, the bleeding similar to that in each of the above-described embodiments is generated.
The number of low holes can be suppressed and the mechanical strength of the welded part is improved.
Can improve the reliability of the welded part
It
【００４１】図７及び図８は本発明方法の適用例を示し
ている。尚、各図において図１に示した構成と対応する
構成については同一符号を付して説明する。7 and 8 show an application example of the method of the present invention. In each figure, the same components as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
【００４２】図７に示すのは、本発明方法を密封容器８
の溶接に用いた場合である。密封容器８の溶接の場合、
溶接による熱で容器内部の空気が膨張し、この膨張した
空気が溶接部分から外部に出ることにより、溶融池４内
に空気が入り込みブローホールが発生することが知られ
ている。このような密封容器８の溶接に本願方法を適用
することにより、溶融池４内に入り込んだ空気を外部に
除去することができ、溶接部分の機械的強度を向上させ
ることができる。FIG. 7 shows the method according to the present invention for the sealed container 8
This is the case when it is used for welding. In the case of welding the sealed container 8,
It is known that the heat in the welding expands the air inside the container, and the expanded air exits from the welded portion to the outside, whereby the air enters the molten pool 4 and blow holes are generated. By applying the method of the present application to such welding of the sealed container 8, the air that has entered the molten pool 4 can be removed to the outside, and the mechanical strength of the welded portion can be improved.
【００４３】図８に示すのは、亜鉛メッキ鋼板ではな
く、被溶接材３として樹脂９が配設された鋼板（例えば
制振鋼板等）を用いた例を示している。被溶接材３に配
設された樹脂９も溶接時に印加される熱により気化しブ
ローホール発生の原因となる。しかるに、このような樹
脂９が配設された鋼板の溶接においても本願方法を適用
することにより、溶接部分に樹脂が気化することに起因
したブローホール発生を抑制することができ、溶接強度
の向上を図ることができる。FIG. 8 shows an example in which a steel plate (for example, a damping steel plate) on which the resin 9 is provided is used as the material 3 to be welded, instead of the galvanized steel plate. The resin 9 provided on the material 3 to be welded is also vaporized by the heat applied during welding, which causes blowholes. However, by applying the method of the present application also to welding of a steel plate on which such a resin 9 is disposed, it is possible to suppress the generation of blowholes due to vaporization of the resin in the welded portion, and improve the welding strength. Can be achieved.
【００４４】また、図１１に示すのは、普通鋼板１０を
溶接する際にシールド状態我悪く、大気を巻き込んだ場
合の例である。大気成分である窒素は溶融金属に溶解
し、凝固時には固定の鋼の溶解度を越える過飽和分がガ
ス状となって、凝固面１１に気泡６を生じブローホール
として残留するが、本発明方法によれば、その気泡６が
アーク２の力の変動による湯流れで押し流されて凝固面
１１を離れると浮力によって溶融池４の表面に達して外
部に放出される。このため、気泡６が凝固面１１にブロ
ーホールとして残留するようなことはない。Further, FIG. 11 shows an example of a case where the ordinary steel plate 10 is welded and the shield state is bad and the atmosphere is involved. Nitrogen, which is an atmospheric component, dissolves in the molten metal, and upon solidification, the supersaturated component that exceeds the solubility of the fixed steel becomes a gas and forms bubbles 6 on the solidification surface 11 and remains as blowholes. For example, when the bubbles 6 are swept away by the molten metal flow due to the fluctuation of the force of the arc 2 and leave the solidification surface 11, they reach the surface of the molten pool 4 by buoyancy and are discharged to the outside. Therefore, the bubbles 6 do not remain on the solidification surface 11 as blow holes.
【００４５】[0045]
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、平均実効電
流を１０〜５０Ｈｚの周波数で変動させることにより、
溶融池内に気泡（ブローホール）が残存することはなく
なり、溶接部分における機械的強度の向上を図ることが
できる等の特長を有する。As described above, according to the present invention, by varying the average effective current at a frequency of 10 to 50 Hz,
Bubbles (blowholes) do not remain in the molten pool, and the mechanical strength of the welded part can be improved.
【図１】本発明方法の原理を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the method of the present invention.
【図２】本発明方法で適用される電流波形の一例を示す
図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a current waveform applied by the method of the present invention.
【図３】図２で示される電流波形でＭＡＧ溶接を行った
場合におけるブローホールの発生数を示す図である。3 is a diagram showing the number of blowholes generated when MAG welding is performed with the current waveform shown in FIG.
【図４】図２で示される電流波形でＭＩＧ溶接を行った
場合におけるブローホールの発生数を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the number of blowholes generated when MIG welding is performed with the current waveform shown in FIG.
【図５】平均電流を増減させることによりアーク力を変
動させようとした場合におけるワイヤ送給速度及び溶接
電流の電流波形を示す図である。FIG. 5 is a view showing current waveforms of a wire feeding speed and a welding current when an arc force is tried to be changed by increasing / decreasing an average current.
【図６】ワイヤ送給速度を増減させることによりアーク
力を変動させようとした場合におけるワイヤ送給速度及
び溶接電流の電流波形を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing current waveforms of a wire feeding speed and a welding current when an arc force is to be changed by increasing or decreasing the wire feeding speed.
【図７】本発明方法を密封容器の溶接に用いた例を説明
するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining an example in which the method of the present invention is used for welding a sealed container.
【図８】被溶接材として樹脂が配設された鋼板（例えば
制振鋼板等）を用いた例を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining an example in which a steel plate (for example, a damping steel plate) on which a resin is arranged is used as a material to be welded.
【図９】アルゴン（Ａｒ）−炭酸（ＣＯ2 ）混合ガスに
よるＭＡＧ溶接における酸素の効果を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an effect of oxygen in MAG welding using an argon (Ar) -carbonic acid (CO 2 ) mixed gas.
【図１０】アルゴンガス用いるＭＩＧ溶接における酸素
の効果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the effect of oxygen in MIG welding using argon gas.
【図１１】シールド性が悪い環境下における普通鋼板の
溶接に本願方法を適用した場合を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a case where the method of the present application is applied to welding of ordinary steel plates in an environment with poor shielding properties.
１ 溶接ワイヤ ２ アーク ３ 被溶接材 ４ 溶接池 ５ 溶接金属 ６ 気泡（ブローホール） ７ メッキ層 ８ 密封容器 ９ 樹脂 1 Welding wire 2 Arc 3 Material to be welded 4 Welding pool 5 Weld metal 6 Bubbles (Blowhole) 7 Plating layer 8 Sealed container 9 Resin
Claims (1)
或いはアルゴンに炭酸ガスを２５％以下の割合で混合し
たガスを用いて気泡発生物質を有する鋼材のアーク溶接
方法において、 電流波形のパターン或いはワイヤ送給速度によって、平
均実効電流を１０〜５０Ｈｚの周波数で変動させること
を特徴とする鋼材のアーク溶接方法。1. Argon (Ar) as a shield gas
Alternatively, in the arc welding method for steel materials having a bubble generating substance using a gas in which carbon dioxide gas is mixed with argon at a ratio of 25% or less, the average effective current is set to a frequency of 10 to 50 Hz depending on the pattern of the current waveform or the wire feeding speed. An arc welding method for steel products, characterized in that
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