JPH07214330A - 横向きプラズマアーク溶接方法 - Google Patents
横向きプラズマアーク溶接方法Info
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- JPH07214330A JPH07214330A JP6013683A JP1368394A JPH07214330A JP H07214330 A JPH07214330 A JP H07214330A JP 6013683 A JP6013683 A JP 6013683A JP 1368394 A JP1368394 A JP 1368394A JP H07214330 A JPH07214330 A JP H07214330A
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- plasma
- gas
- plasma arc
- welding
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 板厚１０ｍｍ以上の厚板で構成される横向き
溶接用継手を、横向き姿勢にて安定した裏波ビードを形
成してプラズマアーク溶接することができるようする。 【構成】 上板及び下板からなる横向き溶接用継手を、
横向き姿勢にて裏波ビードが得られるようにプラズマア
ーク溶接するに際し、その横向き溶接用継手に０．５〜
１０ｍｍの範囲に設定されたルートギャップを有する開
先を設ける。
溶接用継手を、横向き姿勢にて安定した裏波ビードを形
成してプラズマアーク溶接することができるようする。 【構成】 上板及び下板からなる横向き溶接用継手を、
横向き姿勢にて裏波ビードが得られるようにプラズマア
ーク溶接するに際し、その横向き溶接用継手に０．５〜
１０ｍｍの範囲に設定されたルートギャップを有する開
先を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、板厚１０ｍｍ以上の
中・厚板で構成される横向き溶接用継手を、横向き姿勢
にて安定した裏波ビードを形成してプラズマアーク溶接
することができるようにした、横向きプラズマアーク溶
接方法に関するものである。
中・厚板で構成される横向き溶接用継手を、横向き姿勢
にて安定した裏波ビードを形成してプラズマアーク溶接
することができるようにした、横向きプラズマアーク溶
接方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、プラズマアーク溶接の特
徴は、高エネルギー密度のプラズマ流を利用してキーホ
ール形の裏波溶接が実施できる点にある。このような特
徴を利用して、従来、板厚１０ｍｍ未満の構造用鋼から
なる上板及び下板で構成されるギャップゼロのＩ形突合
せ継手を、横向き姿勢にて裏波ビードを形成してプラズ
マアーク溶接することが行われている。
徴は、高エネルギー密度のプラズマ流を利用してキーホ
ール形の裏波溶接が実施できる点にある。このような特
徴を利用して、従来、板厚１０ｍｍ未満の構造用鋼から
なる上板及び下板で構成されるギャップゼロのＩ形突合
せ継手を、横向き姿勢にて裏波ビードを形成してプラズ
マアーク溶接することが行われている。
【０００３】このような板厚１０ｍｍ未満の部材の横向
きプラズマアーク溶接方法では、通常、プラズマガスは
Ａｒガスが用いられ、シールドガスはＡｒ＋４〜７％Ｈ
2 の混合ガスが用いられ、板厚に応じた一定のプラズマ
アーク電流にて溶接が行われている。なお、裏波ビード
を形成する第１パス（第１層）ではフィラワイヤ（溶加
材）を使用せず、余盛を形成する第２パス（第２層）で
はフィラワイヤを用いたノン・キーホール形のプラズマ
アーク溶接を行っている。この場合、前記第１パスのみ
にて溶接を終了できる継手もある。また、裏波ビードの
垂れ落ちを防ぐための裏当て材は、使用されていない。
きプラズマアーク溶接方法では、通常、プラズマガスは
Ａｒガスが用いられ、シールドガスはＡｒ＋４〜７％Ｈ
2 の混合ガスが用いられ、板厚に応じた一定のプラズマ
アーク電流にて溶接が行われている。なお、裏波ビード
を形成する第１パス（第１層）ではフィラワイヤ（溶加
材）を使用せず、余盛を形成する第２パス（第２層）で
はフィラワイヤを用いたノン・キーホール形のプラズマ
アーク溶接を行っている。この場合、前記第１パスのみ
にて溶接を終了できる継手もある。また、裏波ビードの
垂れ落ちを防ぐための裏当て材は、使用されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の方法で
は、板厚１０ｍｍ以上の厚板で構成されるギャップゼロ
のＩ形突合せ継手を横向き姿勢にて溶接しようとする
と、溶融部が垂れ落ちないプラズマアーク電流条件では
プラズマアークが継手を常に安定して貫通せず、連続し
安定した裏波ビードを形成してプラズマアーク溶接する
ことができないという問題があった。
は、板厚１０ｍｍ以上の厚板で構成されるギャップゼロ
のＩ形突合せ継手を横向き姿勢にて溶接しようとする
と、溶融部が垂れ落ちないプラズマアーク電流条件では
プラズマアークが継手を常に安定して貫通せず、連続し
安定した裏波ビードを形成してプラズマアーク溶接する
ことができないという問題があった。
【０００５】この発明は、前記問題点を解消するために
なされたものであって、板厚１０ｍｍ以上の上板及び下
板で構成される横向き溶接用継手を、横向き姿勢にてプ
ラズマアークを貫通させ安定した裏波ビードを形成して
プラズマアーク溶接することができるようにした、横向
きプラズマアーク溶接方法を提供することを目的とす
る。
なされたものであって、板厚１０ｍｍ以上の上板及び下
板で構成される横向き溶接用継手を、横向き姿勢にてプ
ラズマアークを貫通させ安定した裏波ビードを形成して
プラズマアーク溶接することができるようにした、横向
きプラズマアーク溶接方法を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、板厚
１０ｍｍ以上の上板及び下板からなる横向き溶接用継手
を、プラズマガス及びシールドガスを用いプラズマアー
ク電流を流し横向き姿勢にて裏波ビードを形成してプラ
ズマアーク溶接する方法であって、前記横向き溶接用継
手に０．５〜１０ｍｍの範囲に設定されたルートギャッ
プを有する開先を設けてプラズマ溶接を行うことを特徴
とする横向きプラズマアーク溶接方法である。請求項２
の発明は、前記請求項１の発明において、前記プラズマ
ガス又は前記シールドガスの少なくともいずれか一方と
してＨｅガスを混合したものを用い、且つ、そのＨｅガ
スが混合されたプラズマガスもしくはシールドガスの流
量に対するＨｅガス混合比が１．０ｖｏｌ％以上である
横向きプラズマアーク溶接方法である。請求項３の発明
は、前記請求項１又は前記請求項２の発明において、前
記プラズマアーク電流又は前記プラズマガスの少なくと
もいずれか一方について、低周波数にてその値を大なる
値と小なる値とに交互に繰り返し変化させる横向きプラ
ズマアーク溶接方法である。請求項４の発明は、前記請
求項１〜前記請求項３のいずれかに記載の発明におい
て、前記横向き溶接用継手の裏面側に裏波ビードの垂れ
落ちを防ぐための着脱可能な裏当て材を、ルートギャッ
プ部を通過したプラズマ気流が排出可能な状態で設ける
ようにした横向きプラズマアーク溶接方法である。
１０ｍｍ以上の上板及び下板からなる横向き溶接用継手
を、プラズマガス及びシールドガスを用いプラズマアー
ク電流を流し横向き姿勢にて裏波ビードを形成してプラ
ズマアーク溶接する方法であって、前記横向き溶接用継
手に０．５〜１０ｍｍの範囲に設定されたルートギャッ
プを有する開先を設けてプラズマ溶接を行うことを特徴
とする横向きプラズマアーク溶接方法である。請求項２
の発明は、前記請求項１の発明において、前記プラズマ
ガス又は前記シールドガスの少なくともいずれか一方と
してＨｅガスを混合したものを用い、且つ、そのＨｅガ
スが混合されたプラズマガスもしくはシールドガスの流
量に対するＨｅガス混合比が１．０ｖｏｌ％以上である
横向きプラズマアーク溶接方法である。請求項３の発明
は、前記請求項１又は前記請求項２の発明において、前
記プラズマアーク電流又は前記プラズマガスの少なくと
もいずれか一方について、低周波数にてその値を大なる
値と小なる値とに交互に繰り返し変化させる横向きプラ
ズマアーク溶接方法である。請求項４の発明は、前記請
求項１〜前記請求項３のいずれかに記載の発明におい
て、前記横向き溶接用継手の裏面側に裏波ビードの垂れ
落ちを防ぐための着脱可能な裏当て材を、ルートギャッ
プ部を通過したプラズマ気流が排出可能な状態で設ける
ようにした横向きプラズマアーク溶接方法である。
【０００７】
【作用】この発明による横向きプラズマアーク溶接方法
によると、上板及び下板からなる横向き溶接用継手を、
横向き姿勢にて裏波ビードが得られるようにプラズマア
ーク溶接するに際し、その横向き溶接用継手に０．５〜
１０ｍｍの範囲に設定されたルートギャップを有する開
先を設けるようにしたので、前記横向き溶接用継手が板
厚１０ｍｍ以上の上板及び下板からなるものであって
も、プラズマアークをこの継手のルートギャップ部を容
易に貫通させることができ、不連続部のない安定した裏
波ビードを形成してプラズマアーク溶接することができ
る。
によると、上板及び下板からなる横向き溶接用継手を、
横向き姿勢にて裏波ビードが得られるようにプラズマア
ーク溶接するに際し、その横向き溶接用継手に０．５〜
１０ｍｍの範囲に設定されたルートギャップを有する開
先を設けるようにしたので、前記横向き溶接用継手が板
厚１０ｍｍ以上の上板及び下板からなるものであって
も、プラズマアークをこの継手のルートギャップ部を容
易に貫通させることができ、不連続部のない安定した裏
波ビードを形成してプラズマアーク溶接することができ
る。
【０００８】前記板厚の実用的上限値は、６０ｍｍ程度
である。板厚がこれを超える継手では、プラズマアーク
の貫通が困難になる。なお、継手の代表的開先形状とし
ては、前記ギャップを有するＩ形開先が挙げられる。ま
た、ルートギャップが０．５〜１ｍｍ程度と比較的狭い
場合にはフィラワイヤを用いなくてもよいが、ルートギ
ャップを設けること、溶接金属成分の調整が容易である
ことなどから、直径０．８〜２．４ｍｍ程度のフィラワ
イヤを用いるようになされている。
である。板厚がこれを超える継手では、プラズマアーク
の貫通が困難になる。なお、継手の代表的開先形状とし
ては、前記ギャップを有するＩ形開先が挙げられる。ま
た、ルートギャップが０．５〜１ｍｍ程度と比較的狭い
場合にはフィラワイヤを用いなくてもよいが、ルートギ
ャップを設けること、溶接金属成分の調整が容易である
ことなどから、直径０．８〜２．４ｍｍ程度のフィラワ
イヤを用いるようになされている。
【０００９】前記ルートギャップの寸法範囲としては、
前記のように０．５〜１０ｍｍとする必要がある。これ
は、０．５ｍｍより狭い寸法ではプラズマアークを安定
して貫通させることができず、１０ｍｍを超えると裏波
ビードの垂れ下がりが大きくなり裏波ビード上側にカッ
トが生じるようになって安定した裏波ビードが得られな
くなるためである。なお、ギャップ寸法が狭いと溶接施
工時におけるギャップ管理に手間がかかること、ギャッ
プ寸法が広いと溶接能率が低下することから、好ましい
前記ルートギャップ寸法範囲は、２〜５ｍｍである。
前記のように０．５〜１０ｍｍとする必要がある。これ
は、０．５ｍｍより狭い寸法ではプラズマアークを安定
して貫通させることができず、１０ｍｍを超えると裏波
ビードの垂れ下がりが大きくなり裏波ビード上側にカッ
トが生じるようになって安定した裏波ビードが得られな
くなるためである。なお、ギャップ寸法が狭いと溶接施
工時におけるギャップ管理に手間がかかること、ギャッ
プ寸法が広いと溶接能率が低下することから、好ましい
前記ルートギャップ寸法範囲は、２〜５ｍｍである。
【００１０】本発明によるプラズマアーク溶接では、プ
ラズマガス又はシールドガスの少なくともいずれか一方
としてＨｅガスを混合したものを用いるようにしてもよ
い。プラズマガスとして、例えばＡｒガスにＨｅガスを
添加することにより、Ｈｅガスの電離電圧がＡｒガスの
それよりも高いので、Ｈｅガス混合比が増えるに従って
その溶込み幅（ビード幅）が拡がるようになることか
ら、溶込み形状がお椀形になり継手母材とのなじみが改
善され、溶融池の安定化が促進されて垂れ下がりのない
安定した裏波ビードが得られる。この溶融池安定化効果
は、シールドガスとしてＨｅガスを混合したものを用い
るようにしても得られる。なお、Ｈｅガスを混合する
と、アークの集中性が低下してその貫通力が弱くなる傾
向がある。したがってこの点からも本発明のように前記
ルートギャップを設けることが有効となる。
ラズマガス又はシールドガスの少なくともいずれか一方
としてＨｅガスを混合したものを用いるようにしてもよ
い。プラズマガスとして、例えばＡｒガスにＨｅガスを
添加することにより、Ｈｅガスの電離電圧がＡｒガスの
それよりも高いので、Ｈｅガス混合比が増えるに従って
その溶込み幅（ビード幅）が拡がるようになることか
ら、溶込み形状がお椀形になり継手母材とのなじみが改
善され、溶融池の安定化が促進されて垂れ下がりのない
安定した裏波ビードが得られる。この溶融池安定化効果
は、シールドガスとしてＨｅガスを混合したものを用い
るようにしても得られる。なお、Ｈｅガスを混合する
と、アークの集中性が低下してその貫通力が弱くなる傾
向がある。したがってこの点からも本発明のように前記
ルートギャップを設けることが有効となる。
【００１１】プラズマガス又はシールドガスの少なくと
もいずれか一方としてＨｅガスを混合したものを用いる
場合、そのＨｅガスが混合されたプラズマガスもしくは
シールドガスの流量に対するＨｅガス混合比が１．０ｖ
ｏｌ％以上であることが必要である。これは前記Ｈｅガ
ス混合比が１．０ｖｏｌ％を下回ると、前記溶融池安定
化効果が得られないためである。前記Ｈｅガス混合比
は、前記溶融池安定化効果が顕著に発揮される点から、
好ましくは１０ｖｏｌ％以上である。また、シールドガ
スの流量はプラズマガスのそれに比較して多いことか
ら、プラズマガスとして、Ｈｅガスを混合したものを用
いるようにすることが経済的に有利である。Ｈｅガス混
合比の上限値は、７５％程度である。Ｈｅガス混合比が
これを超えると、溶接開始時においてパイロットアー
ク、メインアークのスタートが困難となる。なお、プラ
ズマガス流量は、３〜１２リットル／ｍｉｎの範囲が適
当である。３リットル／ｍｉｎより少ないと、プラズマ
気流の継手裏側への貫通の程度が低下するようになり、
１２リットル／ｍｉｎを超えると裏波ビードが過多とな
る傾向があるためである。一方、シールドガス流量は、
耐気孔性、ビードの酸化防止、及びスラグの発生抑制な
どの点から、１５リットル／ｍｉｎ以上が適当である。
もいずれか一方としてＨｅガスを混合したものを用いる
場合、そのＨｅガスが混合されたプラズマガスもしくは
シールドガスの流量に対するＨｅガス混合比が１．０ｖ
ｏｌ％以上であることが必要である。これは前記Ｈｅガ
ス混合比が１．０ｖｏｌ％を下回ると、前記溶融池安定
化効果が得られないためである。前記Ｈｅガス混合比
は、前記溶融池安定化効果が顕著に発揮される点から、
好ましくは１０ｖｏｌ％以上である。また、シールドガ
スの流量はプラズマガスのそれに比較して多いことか
ら、プラズマガスとして、Ｈｅガスを混合したものを用
いるようにすることが経済的に有利である。Ｈｅガス混
合比の上限値は、７５％程度である。Ｈｅガス混合比が
これを超えると、溶接開始時においてパイロットアー
ク、メインアークのスタートが困難となる。なお、プラ
ズマガス流量は、３〜１２リットル／ｍｉｎの範囲が適
当である。３リットル／ｍｉｎより少ないと、プラズマ
気流の継手裏側への貫通の程度が低下するようになり、
１２リットル／ｍｉｎを超えると裏波ビードが過多とな
る傾向があるためである。一方、シールドガス流量は、
耐気孔性、ビードの酸化防止、及びスラグの発生抑制な
どの点から、１５リットル／ｍｉｎ以上が適当である。
【００１２】一方、プラズマアーク電流又はプラズマガ
スの少なくともいずれか一方について、低周波数にてそ
の値を大なる値と小なる値とに交互に繰り返し変化させ
るようにしてもよい。プラズマアーク電流を、低周波数
にてその値を大なる値（ピーク電流）と小なる値（ベー
ス電流）とに交互に繰り返し変化させて、ピーク電流時
にプラズマアークが継手を貫通するようにし、ベース電
流時に溶融池の凝固を促進するようすることで、ビード
形成の安定化が促進されて垂れ下がりのない平滑に近い
裏波ビードが得られる。また、プラズマガスを、低周波
数にてその値を大なる値（ピーク流量）と小なる値（ベ
ース流量）とに交互に繰り返し変化させるようにして
も、前記同様にして、ビード形成の安定化が促進されて
垂れ下がりのない平滑に近い裏波ビードが得られる。プ
ラズマガスを大小変化させる場合は、入熱が一定である
ため、前記したビード形成の安定化効果が顕著となる。
なお、プラズマアーク電流及びプラズマガスの両者を大
小変化させてもビード形成の安定化が促進される。プラ
ズマアーク電流又はプラズマガスの少なくともいずれか
一方を大小変化させる場合の前記低周波数としては、横
向き姿勢にて前記ビード形成の安定化効果が顕著に発揮
される点から、０．５〜２Ｈｚの範囲が適当である。
スの少なくともいずれか一方について、低周波数にてそ
の値を大なる値と小なる値とに交互に繰り返し変化させ
るようにしてもよい。プラズマアーク電流を、低周波数
にてその値を大なる値（ピーク電流）と小なる値（ベー
ス電流）とに交互に繰り返し変化させて、ピーク電流時
にプラズマアークが継手を貫通するようにし、ベース電
流時に溶融池の凝固を促進するようすることで、ビード
形成の安定化が促進されて垂れ下がりのない平滑に近い
裏波ビードが得られる。また、プラズマガスを、低周波
数にてその値を大なる値（ピーク流量）と小なる値（ベ
ース流量）とに交互に繰り返し変化させるようにして
も、前記同様にして、ビード形成の安定化が促進されて
垂れ下がりのない平滑に近い裏波ビードが得られる。プ
ラズマガスを大小変化させる場合は、入熱が一定である
ため、前記したビード形成の安定化効果が顕著となる。
なお、プラズマアーク電流及びプラズマガスの両者を大
小変化させてもビード形成の安定化が促進される。プラ
ズマアーク電流又はプラズマガスの少なくともいずれか
一方を大小変化させる場合の前記低周波数としては、横
向き姿勢にて前記ビード形成の安定化効果が顕著に発揮
される点から、０．５〜２Ｈｚの範囲が適当である。
【００１３】そして、横向き溶接用継手の裏面側に裏波
ビードの垂れ落ちを防ぐための着脱可能な裏当て材を、
ルートギャップ部を通過したプラズマ気流が排出可能な
状態で設けるようにしてもよい。裏当て材を用いるよう
にすることで、裏波ビードの万一の垂れ落ちを防ぐこと
ができるとともに、裏当て材のビード整形作用を利用し
て垂れ下がりのない平滑な裏波ビードを得ることもでき
る。使用に際し、継手裏面におけるルートギャップ部を
塞ぐように裏当て材を設けると、プラズマ気流が排出さ
れず前記裏当て材によるプラズマ気流の吹き返しによっ
て安定に溶接を行うことが困難なため、裏当て材は、継
手裏面におけるルートギャップ部を塞ぐことなく設けら
れている。裏当て材は全体として板状であり、裏当て材
の材質としては、耐熱性を有し熱伝導性に優れた、銅あ
るいは銅合金が挙げられる。また、耐熱性に優れている
ことから、Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＳｉＯ2 、ＴｉＯ2 、
及びＺｒＯ2 等の酸化物のセラミックスを単独で用いた
り、あるいはこれらを適宜混合してなるものを用いたり
することができる。
ビードの垂れ落ちを防ぐための着脱可能な裏当て材を、
ルートギャップ部を通過したプラズマ気流が排出可能な
状態で設けるようにしてもよい。裏当て材を用いるよう
にすることで、裏波ビードの万一の垂れ落ちを防ぐこと
ができるとともに、裏当て材のビード整形作用を利用し
て垂れ下がりのない平滑な裏波ビードを得ることもでき
る。使用に際し、継手裏面におけるルートギャップ部を
塞ぐように裏当て材を設けると、プラズマ気流が排出さ
れず前記裏当て材によるプラズマ気流の吹き返しによっ
て安定に溶接を行うことが困難なため、裏当て材は、継
手裏面におけるルートギャップ部を塞ぐことなく設けら
れている。裏当て材は全体として板状であり、裏当て材
の材質としては、耐熱性を有し熱伝導性に優れた、銅あ
るいは銅合金が挙げられる。また、耐熱性に優れている
ことから、Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＳｉＯ2 、ＴｉＯ2 、
及びＺｒＯ2 等の酸化物のセラミックスを単独で用いた
り、あるいはこれらを適宜混合してなるものを用いたり
することができる。
【００１４】
【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。図１は
この発明にかかる横向き溶接用継手の開先形状を示す
図、図２はこの発明にかかる裏当て材の一実施例を示す
断面図、図３はこの発明にかかる裏当て材の他の例を示
す断面図である。この発明による横向きプラズマアーク
溶接方法が適用される横向き溶接用継手の開先形状の例
としては、板厚ｔが１０ｍｍ以上の上板Ｗ１及び下板Ｗ
２からなる溶接用継手であって、その寸法が０．５〜１
０ｍｍの範囲に設定されたルートギャップＧを有する図
１に示すようなものがある。
この発明にかかる横向き溶接用継手の開先形状を示す
図、図２はこの発明にかかる裏当て材の一実施例を示す
断面図、図３はこの発明にかかる裏当て材の他の例を示
す断面図である。この発明による横向きプラズマアーク
溶接方法が適用される横向き溶接用継手の開先形状の例
としては、板厚ｔが１０ｍｍ以上の上板Ｗ１及び下板Ｗ
２からなる溶接用継手であって、その寸法が０．５〜１
０ｍｍの範囲に設定されたルートギャップＧを有する図
１に示すようなものがある。
【００１５】この実施例では、実施例１８でＹ形開先を
用い、実施例１９でＵ形開先を用い、それ以外は比較例
をも含めて図１の（ａ）に示すＩ形開先を用い、表１及
び表２に示す溶接条件にて、１パスの横向きプラズマア
ーク溶接を行って、その溶接結果を評価した。その評価
では、前記第１パスについての裏波ビード及び表ビード
のビード形状を評価し、３点以上のビード形状評価点が
得られたものを合格とした。なお、この実施例の継手
は、本来は前記第１パスの後にいわゆる化粧盛りと称さ
れる余盛を形成するための第２パスの溶接を行うもので
あるが、ここではその第２パスについては省略してい
る。
用い、実施例１９でＵ形開先を用い、それ以外は比較例
をも含めて図１の（ａ）に示すＩ形開先を用い、表１及
び表２に示す溶接条件にて、１パスの横向きプラズマア
ーク溶接を行って、その溶接結果を評価した。その評価
では、前記第１パスについての裏波ビード及び表ビード
のビード形状を評価し、３点以上のビード形状評価点が
得られたものを合格とした。なお、この実施例の継手
は、本来は前記第１パスの後にいわゆる化粧盛りと称さ
れる余盛を形成するための第２パスの溶接を行うもので
あるが、ここではその第２パスについては省略してい
る。
【００１６】またこの実施例では、継手母材は、ＪＩＳ
−Ｇ−３１０６ ＳＭ４００Ａ相当のものを用い、フィ
ラワイヤは、直径１．６ｍｍであって、ＪＩＳ−Ｚ−３
３１６ ＹＧＴ相当のものを用いた。さらに、一部の実
施例に用いられる裏当て材ＢＰとしては、図２に示すよ
うに、全体として板状であって、下板Ｗ２ルート面に対
応する面が狭幅の水平な縁面と凹状湾曲面とで形成され
たものを用いた。このうち、セラミックス製裏当て材
は、Ａｌ2 Ｏ3 ：１０重量％と、ＳｉＯ2 ：４０重量％
と、ＺｒＯ2 ：５０重量％とを混合し、これを成形し焼
成してなるものである。裏当て材ＢＰは、図示しない取
付け治具を用いて、下板Ｗ２裏面にギャップに沿って押
し付けて支持固定した。なお、裏当て材としては、図３
に示すようなものを使用してもよい。
−Ｇ−３１０６ ＳＭ４００Ａ相当のものを用い、フィ
ラワイヤは、直径１．６ｍｍであって、ＪＩＳ−Ｚ−３
３１６ ＹＧＴ相当のものを用いた。さらに、一部の実
施例に用いられる裏当て材ＢＰとしては、図２に示すよ
うに、全体として板状であって、下板Ｗ２ルート面に対
応する面が狭幅の水平な縁面と凹状湾曲面とで形成され
たものを用いた。このうち、セラミックス製裏当て材
は、Ａｌ2 Ｏ3 ：１０重量％と、ＳｉＯ2 ：４０重量％
と、ＺｒＯ2 ：５０重量％とを混合し、これを成形し焼
成してなるものである。裏当て材ＢＰは、図示しない取
付け治具を用いて、下板Ｗ２裏面にギャップに沿って押
し付けて支持固定した。なお、裏当て材としては、図３
に示すようなものを使用してもよい。
【００１７】図４〜図６はこの発明にかかる図であっ
て、図４はプラズマアーク電流の時間的大小変化の一実
施例を説明するための図、図５はプラズマガス流量の時
間的大小変化の一実施例を説明するための図、図６はプ
ラズマアーク電流及びプラズマガス流量の時間的大小変
化の一実施例を説明するための図である。実施例２５で
は、図４に示すように、プラズマアーク電流を、そのピ
ーク電流ＩP が３５０Ａ、ベース電流ＩB が２４０Ａと
なるように制御し変化させた。ピーク電流時間ｔ IPは
０．５ｓ、ベース電流時間ｔIBは、同じく０．５ｓとし
た。周波数は１Ｈｚである。また、実施例２６では、図
５に示すように、プラズマガス流量を、そのピーク流量
ＦP が１２リットル／ｍｉｎ、ベース流量ＦB が４リッ
トル／ｍｉｎとなるように変化させた。ピーク流量時間
ｔFP及びベース流量時間ｔFBは、０．５ｓとした。実施
例２７では、図４に示すように、プラズマアーク電流及
びプラズマガス流量の両者を、そのピーク同士、ベース
同士を同期させて大小変化させた。溶接結果を表１及び
表２に示す。
て、図４はプラズマアーク電流の時間的大小変化の一実
施例を説明するための図、図５はプラズマガス流量の時
間的大小変化の一実施例を説明するための図、図６はプ
ラズマアーク電流及びプラズマガス流量の時間的大小変
化の一実施例を説明するための図である。実施例２５で
は、図４に示すように、プラズマアーク電流を、そのピ
ーク電流ＩP が３５０Ａ、ベース電流ＩB が２４０Ａと
なるように制御し変化させた。ピーク電流時間ｔ IPは
０．５ｓ、ベース電流時間ｔIBは、同じく０．５ｓとし
た。周波数は１Ｈｚである。また、実施例２６では、図
５に示すように、プラズマガス流量を、そのピーク流量
ＦP が１２リットル／ｍｉｎ、ベース流量ＦB が４リッ
トル／ｍｉｎとなるように変化させた。ピーク流量時間
ｔFP及びベース流量時間ｔFBは、０．５ｓとした。実施
例２７では、図４に示すように、プラズマアーク電流及
びプラズマガス流量の両者を、そのピーク同士、ベース
同士を同期させて大小変化させた。溶接結果を表１及び
表２に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】板厚が１０ｍｍを超えたものであって、ル
ートギャップがゼロの比較例２や、ルートギャップが
０．３ｍｍの比較例３では、プラズマアークが継手を常
に安定して貫通せず、連続し安定した裏波ビードを形成
し得なかった。また、ルートギャップが１０ｍｍを超え
た比較例４では、裏波ビードの垂れ下がりが大きくなり
裏波ビード上側にカットが生じた。
ートギャップがゼロの比較例２や、ルートギャップが
０．３ｍｍの比較例３では、プラズマアークが継手を常
に安定して貫通せず、連続し安定した裏波ビードを形成
し得なかった。また、ルートギャップが１０ｍｍを超え
た比較例４では、裏波ビードの垂れ下がりが大きくなり
裏波ビード上側にカットが生じた。
【００２１】これに対してこの発明の実施例では、横向
き溶接用継手に０．５〜１０ｍｍの範囲に設定されたル
ートギャップを有する開先を設けるようにしたので、前
記横向き溶接用継手が板厚１０ｍｍ以上の上板及び下板
からなるものであっても、プラズマアークをこの継手の
ルートギャップ部を容易に貫通させることができ、不連
続部のない安定した裏波ビードを形成してプラズマアー
ク溶接することができた。
き溶接用継手に０．５〜１０ｍｍの範囲に設定されたル
ートギャップを有する開先を設けるようにしたので、前
記横向き溶接用継手が板厚１０ｍｍ以上の上板及び下板
からなるものであっても、プラズマアークをこの継手の
ルートギャップ部を容易に貫通させることができ、不連
続部のない安定した裏波ビードを形成してプラズマアー
ク溶接することができた。
【００２２】また、プラズマガス又はシールドガスの少
なくともいずれか一方としてＨｅガスを混合したものを
用い、且つ、そのＨｅガスが混合されたプラズマガスも
しくはシールドガスの流量に対するＨｅガス混合比を
１．０ｖｏｌ％以上とすることにより、溶融池の安定化
が促進されて垂れ下がりのない安定した裏波ビードが得
られた。
なくともいずれか一方としてＨｅガスを混合したものを
用い、且つ、そのＨｅガスが混合されたプラズマガスも
しくはシールドガスの流量に対するＨｅガス混合比を
１．０ｖｏｌ％以上とすることにより、溶融池の安定化
が促進されて垂れ下がりのない安定した裏波ビードが得
られた。
【００２３】また、プラズマアーク電流又はプラズマガ
スの少なくともいずれか一方について、低周波数にてそ
の値を大なる値と小なる値とに交互に繰り返し変化させ
るようにすることにより、ビード形成の安定化が促進さ
れて垂れ下がりのない平滑に近い裏波ビードが得られ
た。
スの少なくともいずれか一方について、低周波数にてそ
の値を大なる値と小なる値とに交互に繰り返し変化させ
るようにすることにより、ビード形成の安定化が促進さ
れて垂れ下がりのない平滑に近い裏波ビードが得られ
た。
【００２４】さらに、横向き溶接用継手の裏面側に裏波
ビードの垂れ落ちを防ぐための着脱可能な裏当て材を、
ルートギャップ部を通過したプラズマ気流が排出可能な
状態で設けるようにすることにより、裏波ビードの万一
の垂れ落ちを防ぐことができるとともに、裏当て材のビ
ード整形作用を利用して垂れ下がりのない平滑な裏波ビ
ードが得られた。
ビードの垂れ落ちを防ぐための着脱可能な裏当て材を、
ルートギャップ部を通過したプラズマ気流が排出可能な
状態で設けるようにすることにより、裏波ビードの万一
の垂れ落ちを防ぐことができるとともに、裏当て材のビ
ード整形作用を利用して垂れ下がりのない平滑な裏波ビ
ードが得られた。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、この発明による横向
きプラズマアーク溶接方法によると、上板及び下板から
なる横向き溶接用継手を、プラズマガス及びシールドガ
スを用いプラズマアーク電流を流し横向き姿勢にて裏波
ビードが得られるようにプラズマアーク溶接するに際
し、その横向き溶接用継手に０．５〜１０ｍｍの範囲に
設定されたルートギャップを有する開先を設けるように
したものであるから、前記横向き溶接用継手が板厚１０
ｍｍ以上の上板及び下板からなるものであっても、プラ
ズマアークをこの継手のルートギャップ部を容易に貫通
させることができ、不連続部のない安定した裏波ビード
を形成してプラズマアーク溶接することができる。ま
た、プラズマガス又はシールドガスの少なくともいずれ
か一方としてＨｅガスを混合したものを用い、且つ、そ
のＨｅガスが混合されたプラズマガスもしくはシールド
ガスの流量に対するＨｅガス混合比を１．０ｖｏｌ％以
上とすることにより、溶融池の安定化が促進されて垂れ
下がりのない安定した裏波ビードが得られる。また、プ
ラズマアーク電流又はプラズマガスの少なくともいずれ
か一方について、低周波数にてその値を大なる値と小な
る値とに交互に繰り返し変化させるようにすることによ
り、ビード形成の安定化が促進されて垂れ下がりのない
平滑に近い裏波ビードが得られる。さらに、横向き溶接
用継手の裏面側に裏波ビードの垂れ落ちを防ぐための着
脱可能な裏当て材を、ルートギャップ部を通過したプラ
ズマ気流が排出可能な状態で設けるようにすることによ
り、裏波ビードの万一の垂れ落ちを防ぐことができると
ともに、裏当て材のビード整形作用を利用して垂れ下が
りのない平滑な裏波ビードを得ることもできる。
きプラズマアーク溶接方法によると、上板及び下板から
なる横向き溶接用継手を、プラズマガス及びシールドガ
スを用いプラズマアーク電流を流し横向き姿勢にて裏波
ビードが得られるようにプラズマアーク溶接するに際
し、その横向き溶接用継手に０．５〜１０ｍｍの範囲に
設定されたルートギャップを有する開先を設けるように
したものであるから、前記横向き溶接用継手が板厚１０
ｍｍ以上の上板及び下板からなるものであっても、プラ
ズマアークをこの継手のルートギャップ部を容易に貫通
させることができ、不連続部のない安定した裏波ビード
を形成してプラズマアーク溶接することができる。ま
た、プラズマガス又はシールドガスの少なくともいずれ
か一方としてＨｅガスを混合したものを用い、且つ、そ
のＨｅガスが混合されたプラズマガスもしくはシールド
ガスの流量に対するＨｅガス混合比を１．０ｖｏｌ％以
上とすることにより、溶融池の安定化が促進されて垂れ
下がりのない安定した裏波ビードが得られる。また、プ
ラズマアーク電流又はプラズマガスの少なくともいずれ
か一方について、低周波数にてその値を大なる値と小な
る値とに交互に繰り返し変化させるようにすることによ
り、ビード形成の安定化が促進されて垂れ下がりのない
平滑に近い裏波ビードが得られる。さらに、横向き溶接
用継手の裏面側に裏波ビードの垂れ落ちを防ぐための着
脱可能な裏当て材を、ルートギャップ部を通過したプラ
ズマ気流が排出可能な状態で設けるようにすることによ
り、裏波ビードの万一の垂れ落ちを防ぐことができると
ともに、裏当て材のビード整形作用を利用して垂れ下が
りのない平滑な裏波ビードを得ることもできる。
【図１】この発明にかかる横向き溶接用継手の開先形状
を示す図である。
を示す図である。
【図２】この発明にかかる裏当て材の一実施例を示す断
面図である。
面図である。
【図３】この発明にかかる裏当て材の他の例を示す断面
図である。
図である。
【図４】この発明にかかる図であって、プラズマアーク
電流の時間的大小変化の一実施例を説明するための図で
ある。
電流の時間的大小変化の一実施例を説明するための図で
ある。
【図５】この発明にかかる図であって、プラズマガス流
量の時間的大小変化の一実施例を説明するための図であ
る。
量の時間的大小変化の一実施例を説明するための図であ
る。
【図６】この発明にかかる図であって、プラズマアーク
電流及びプラズマガス流量の時間的大小変化の一実施例
を説明するための図である。
電流及びプラズマガス流量の時間的大小変化の一実施例
を説明するための図である。
Ｗ１…上板 Ｗ２…下板 Ｇ…ルートギャップ ＢＰ…
裏当て材
裏当て材
Claims (4)
- 【請求項１】 板厚１０ｍｍ以上の上板及び下板からな
る横向き溶接用継手を、プラズマガス及びシールドガス
を用いプラズマアーク電流を流し横向き姿勢にて裏波ビ
ードを形成してプラズマアーク溶接する方法であって、
前記横向き溶接用継手に０．５〜１０ｍｍの範囲に設定
されたルートギャップを有する開先を設けてプラズマ溶
接を行うことを特徴とする横向きプラズマアーク溶接方
法。 - 【請求項２】 前記プラズマガス又は前記シールドガス
の少なくともいずれか一方としてＨｅガスを混合したも
のを用い、且つ、そのＨｅガスが混合されたプラズマガ
スもしくはシールドガスの流量に対するＨｅガス混合比
が１．０ｖｏｌ％以上である請求項１記載の横向きプラ
ズマアーク溶接方法。 - 【請求項３】 前記プラズマアーク電流又は前記プラズ
マガスの少なくともいずれか一方について、低周波数に
てその値を大なる値と小なる値とに交互に繰り返し変化
させる請求項１又は請求項２記載の横向きプラズマアー
ク溶接方法。 - 【請求項４】 前記横向き溶接用継手の裏面側に裏波ビ
ードの垂れ落ちを防ぐための着脱可能な裏当て材を、ル
ートギャップ部を通過したプラズマ気流が排出可能な状
態で設けるようにした請求項１〜請求項３のいずれかに
記載の横向きプラズマアーク溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6013683A JPH07214330A (ja) | 1994-02-07 | 1994-02-07 | 横向きプラズマアーク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6013683A JPH07214330A (ja) | 1994-02-07 | 1994-02-07 | 横向きプラズマアーク溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07214330A true JPH07214330A (ja) | 1995-08-15 |
Family
ID=11839991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6013683A Pending JPH07214330A (ja) | 1994-02-07 | 1994-02-07 | 横向きプラズマアーク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07214330A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011200923A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Taiyo Nippon Sanso Corp | プラズマアーク溶接方法 |
| WO2013073655A1 (ja) * | 2011-11-17 | 2013-05-23 | 日立建機株式会社 | プラズマアーク溶接方法及びプラズマアーク溶接装置 |
| WO2013073654A1 (ja) * | 2011-11-17 | 2013-05-23 | 日立建機株式会社 | プラズマアーク溶接方法及びプラズマアーク溶接装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49120836A (ja) * | 1973-03-20 | 1974-11-19 | ||
| JPS5065446A (ja) * | 1973-10-15 | 1975-06-03 | ||
| JPS518141A (ja) * | 1974-07-12 | 1976-01-22 | Nippon Kokan Kk | Purazumaaakuyosetsuhoho |
-
1994
- 1994-02-07 JP JP6013683A patent/JPH07214330A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49120836A (ja) * | 1973-03-20 | 1974-11-19 | ||
| JPS5065446A (ja) * | 1973-10-15 | 1975-06-03 | ||
| JPS518141A (ja) * | 1974-07-12 | 1976-01-22 | Nippon Kokan Kk | Purazumaaakuyosetsuhoho |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011200923A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Taiyo Nippon Sanso Corp | プラズマアーク溶接方法 |
| WO2013073655A1 (ja) * | 2011-11-17 | 2013-05-23 | 日立建機株式会社 | プラズマアーク溶接方法及びプラズマアーク溶接装置 |
| WO2013073654A1 (ja) * | 2011-11-17 | 2013-05-23 | 日立建機株式会社 | プラズマアーク溶接方法及びプラズマアーク溶接装置 |
| US9375802B2 (en) | 2011-11-17 | 2016-06-28 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Plasma arc welding method and plasma arc welding device |
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