JPH08141739A - 積層溶接方法 - Google Patents
積層溶接方法Info
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- JPH08141739A JPH08141739A JP27931494A JP27931494A JPH08141739A JP H08141739 A JPH08141739 A JP H08141739A JP 27931494 A JP27931494 A JP 27931494A JP 27931494 A JP27931494 A JP 27931494A JP H08141739 A JPH08141739 A JP H08141739A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】狭開先の鋼管の突合全姿勢積層溶接を、初層溶
接のブローホールなどの溶接欠陥を抑え、かつアークの
安定性を確保しながら行う。 【構成】初層溶接にシールドガスとして、５０Ａｒ−５
０ＣＯ2 を用い、積層パス溶接にはシールドガスとして
８０Ａｒ−２０ＣＯ2 を用いる。
接のブローホールなどの溶接欠陥を抑え、かつアークの
安定性を確保しながら行う。 【構成】初層溶接にシールドガスとして、５０Ａｒ−５
０ＣＯ2 を用い、積層パス溶接にはシールドガスとして
８０Ａｒ−２０ＣＯ2 を用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、積層溶接方法に関し、
狭開先のガスシールドアーク溶接に関するものである。
狭開先のガスシールドアーク溶接に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示
すような鋼板２４の突合溶接においてルートギャップ２
０の極めて狭いＸ形開先２１、Ｋ形開先２２、Ｖ形開先
２３などの突き合わせ部を、８０Ａｒ−２０ＣＯ2 シー
ルドガスを用いて全姿勢で積層溶接する場合、以下のよ
うな問題点が生じた。 （１）初層の溶け込み量の不足により、目違い、ルート
フェイスのばらつき、開先角度などのばらつきに対応し
きれず、ルート部での溶け込み不足が発生する場合があ
る。 （２）下進初層溶接で十分な裏波（溶け込み）を得るた
めに、大電流・高速度で溶接を行った場合、１ｍｍ以上
の大きなブローホールが多発する。一方従来のように、
このブローホールを防止するために低電流・低速度の溶
接を行った場合、下進溶接部分で十分な裏波（溶け込
み）が得られなかった。
すような鋼板２４の突合溶接においてルートギャップ２
０の極めて狭いＸ形開先２１、Ｋ形開先２２、Ｖ形開先
２３などの突き合わせ部を、８０Ａｒ−２０ＣＯ2 シー
ルドガスを用いて全姿勢で積層溶接する場合、以下のよ
うな問題点が生じた。 （１）初層の溶け込み量の不足により、目違い、ルート
フェイスのばらつき、開先角度などのばらつきに対応し
きれず、ルート部での溶け込み不足が発生する場合があ
る。 （２）下進初層溶接で十分な裏波（溶け込み）を得るた
めに、大電流・高速度で溶接を行った場合、１ｍｍ以上
の大きなブローホールが多発する。一方従来のように、
このブローホールを防止するために低電流・低速度の溶
接を行った場合、下進溶接部分で十分な裏波（溶け込
み）が得られなかった。
【０００３】また、５０Ａｒ−５０ＣＯ2 シールドガス
を用いた場合、上記（１）、（２）の問題点は解消され
るものの、次の問題が生じた。 （３）ウイービング法を用いた２、３パス目以降の積層
溶接でアークの安定性に欠ける。特に上向き溶接におい
ては甚だしく不安定となる。これに対して積層溶接にお
けるパス間でシールドガスを交換する技術として、特公
平６−５３３１４号公報に積層溶接方法が提案されてい
る。その方法は、初層溶接はＡｒを主体としたシールド
ガスを使用し、２層目以降は、ＣＯ2 を主体としたシー
ルドガスを使用するものである。その技術は、初層にお
いては開先位置測定をアークセンサを用いて行うため
に、このアークセンサの安定性確保に適したＡｒを主体
としたシールドガスを使用し、２層目以降は、コストの
安いＣＯ 2 を主体としたシールドガスを使用し、ランニ
ングコストを下げることを目的としている。
を用いた場合、上記（１）、（２）の問題点は解消され
るものの、次の問題が生じた。 （３）ウイービング法を用いた２、３パス目以降の積層
溶接でアークの安定性に欠ける。特に上向き溶接におい
ては甚だしく不安定となる。これに対して積層溶接にお
けるパス間でシールドガスを交換する技術として、特公
平６−５３３１４号公報に積層溶接方法が提案されてい
る。その方法は、初層溶接はＡｒを主体としたシールド
ガスを使用し、２層目以降は、ＣＯ2 を主体としたシー
ルドガスを使用するものである。その技術は、初層にお
いては開先位置測定をアークセンサを用いて行うため
に、このアークセンサの安定性確保に適したＡｒを主体
としたシールドガスを使用し、２層目以降は、コストの
安いＣＯ 2 を主体としたシールドガスを使用し、ランニ
ングコストを下げることを目的としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は （ａ）初層部分の溶け込み不足に対する開先組み付け寸
法許容範囲を広く確保すること。 （ｂ）ブローホールの発生の少ない溶接を行うこと。 （ｃ）初層から最終パスまでアークの安定性を確保する
こと。 を目的として、ルート部の極めて狭い開先突き合わせ部
を全姿勢で積層溶接する技術を提供するものである。
法許容範囲を広く確保すること。 （ｂ）ブローホールの発生の少ない溶接を行うこと。 （ｃ）初層から最終パスまでアークの安定性を確保する
こと。 を目的として、ルート部の極めて狭い開先突き合わせ部
を全姿勢で積層溶接する技術を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は狭開先の積層溶
接方法において、初層はＣＯ2 を主体としたＣＯ2 とＡ
ｒの混合ガスを用いて大電流・高速度の溶接を行い、積
層パスはＡｒを主体としたＣＯ2 とＡｒの混合ガスを用
いて、中電流・中低速度の溶接を行うことを特徴とする
狭開先の積層溶接方法である。
接方法において、初層はＣＯ2 を主体としたＣＯ2 とＡ
ｒの混合ガスを用いて大電流・高速度の溶接を行い、積
層パスはＡｒを主体としたＣＯ2 とＡｒの混合ガスを用
いて、中電流・中低速度の溶接を行うことを特徴とする
狭開先の積層溶接方法である。
【０００６】また本発明は鋼管の突き合わせ部の狭開先
の積層溶接方法に適用すると好適である。
の積層溶接方法に適用すると好適である。
【０００７】
【作用】図１は本発明方法の実施に用いる装置の構成図
である。この装置は鋼管２４の内外面溶接を対象とした
ものである。外面円周溶接装置１、インナークランパの
機能を備えた内面円周溶接装置４、外面および内面用溶
接電源１０、１１、外面および内面用のそれぞれ２種類
のシールドガスボンベ１６（５０Ａｒ−５０ＣＯ 2 ）、
１７（８０Ａｒ−２０ＣＯ2 ）、１８（５０Ａｒ−５０
ＣＯ2 ）、１９（８０Ａｒ−２０ＣＯ2 ）、ガス切換え
用電磁弁１２、１３、１４、１５から構成されている。
外面溶接装置１は走行レール３上を円周方向に走行し、
溶接トーチ２により外面を溶接する。内面溶接装置４は
回転アームに溶接トーチ５を取り付けている。また鋼管
内走行車輪７を備えている。開先は、図２（ａ）に示し
たようなＸ形開先となっている。
である。この装置は鋼管２４の内外面溶接を対象とした
ものである。外面円周溶接装置１、インナークランパの
機能を備えた内面円周溶接装置４、外面および内面用溶
接電源１０、１１、外面および内面用のそれぞれ２種類
のシールドガスボンベ１６（５０Ａｒ−５０ＣＯ 2 ）、
１７（８０Ａｒ−２０ＣＯ2 ）、１８（５０Ａｒ−５０
ＣＯ2 ）、１９（８０Ａｒ−２０ＣＯ2 ）、ガス切換え
用電磁弁１２、１３、１４、１５から構成されている。
外面溶接装置１は走行レール３上を円周方向に走行し、
溶接トーチ２により外面を溶接する。内面溶接装置４は
回転アームに溶接トーチ５を取り付けている。また鋼管
内走行車輪７を備えている。開先は、図２（ａ）に示し
たようなＸ形開先となっている。
【０００８】溶接方法を図３〜図５に示す。まず、図３
に示すように、開先つき合わせ部を内面溶接装置４に備
え付けられたインナーククランパ６で固定した後、鋼管
外面を外面溶接装置１で初層溶接する。この段階では、
外面溶接装置１及び内面溶接装置４はいずれもシールド
ガスは５０Ａｒ−５０ＣＯ2 のボンベ１６、１８に接続
しておく。
に示すように、開先つき合わせ部を内面溶接装置４に備
え付けられたインナーククランパ６で固定した後、鋼管
外面を外面溶接装置１で初層溶接する。この段階では、
外面溶接装置１及び内面溶接装置４はいずれもシールド
ガスは５０Ａｒ−５０ＣＯ2 のボンベ１６、１８に接続
しておく。
【０００９】次に、図４に示すように、外面初層溶接終
了後のパス間停止中に外面溶接装置１のシールドガスの
電磁弁は８０Ａｒ−２０ＣＯ2 シールドガスボンベ１９
に自動的に切り替わり、ガスホース内に残った５０Ａｒ
−５０ＣＯ2 シールドガスを排出するため所定時間プリ
フローが行われる。その後、外面積層パスの溶接を開始
する。同時に、インナークランパ６を解除し、自走機能
により内面溶接装置４のトーチ５を開先部分に移動し、
内面初層溶接を５０Ａｒ−５０ＣＯ2 シールドガス（ボ
ンベ１６）にて開始する。
了後のパス間停止中に外面溶接装置１のシールドガスの
電磁弁は８０Ａｒ−２０ＣＯ2 シールドガスボンベ１９
に自動的に切り替わり、ガスホース内に残った５０Ａｒ
−５０ＣＯ2 シールドガスを排出するため所定時間プリ
フローが行われる。その後、外面積層パスの溶接を開始
する。同時に、インナークランパ６を解除し、自走機能
により内面溶接装置４のトーチ５を開先部分に移動し、
内面初層溶接を５０Ａｒ−５０ＣＯ2 シールドガス（ボ
ンベ１６）にて開始する。
【００１０】つづいて、図５に示すように、内面初層溶
接終了後パス間停止中に内面溶接装置４のシールドガス
の電磁弁は８０Ａｒ−２０ＣＯ2 のボンベ１７に切り替
わり、プリフロー後、内面積層パスの溶接を開始する。
この状態で内外面ともに、最終パスまで積層溶接を進め
て行く。本発明は以上のごとく、内外面とも初層はＣＯ
2 を主体としたガスを用いて二層目以後はアルゴンを主
体としたガスを用いて能率よくしかもアークの安定性を
維持して溶接するものである。
接終了後パス間停止中に内面溶接装置４のシールドガス
の電磁弁は８０Ａｒ−２０ＣＯ2 のボンベ１７に切り替
わり、プリフロー後、内面積層パスの溶接を開始する。
この状態で内外面ともに、最終パスまで積層溶接を進め
て行く。本発明は以上のごとく、内外面とも初層はＣＯ
2 を主体としたガスを用いて二層目以後はアルゴンを主
体としたガスを用いて能率よくしかもアークの安定性を
維持して溶接するものである。
【００１１】
【実施例】図３〜図５に示す方法を用いて、６００Ａ−
１５ｔ，７５０Ａ−１９ｔの鋼管の内外面円周突合溶接
を行った。図６に鋼管横断面を典型的に示すように、 （Ａ）外面初層下向き溶接＋内面初層上向き溶接 （Ｂ）外面初層下進溶接＋内面初層上進溶接 （Ｃ）外面初層上向き溶接＋内面初層下向き溶接 （Ｄ）外面初層上進溶接＋内面初層下進溶接 の４姿勢に分けた溶接を行った。この溶接部についてＸ
線透過試験による溶接結果の例の評価を表１に示した。
初層溶接にはシールドガスとして８０Ａｒ−２０ＣＯ2
を用いた。表１より、初層シールドガスに８０Ａｒ−２
０ＣＯ2 を用いた場合、溶接姿勢（Ｂ）および（Ｃ）に
おいて初層溶接部に１ｍｍ以上のブローホールが多発す
ることがわかる。これらのブローホール発生部の断面マ
クロ片の観察から、位置（Ｂ）では外面初層において、
位置（Ｄ）では内面初層において、ブローホールが発生
することが確認された。すなわち全周の中で最も大電流
・高速度の溶接を行う初層の下進部分で１ｍｍ以上の大
きなブローホールを多発することがわかる。また、８０
Ａｒ−２０ＣＯ2 シールドガスを用いた場合、ルートフ
ェイス量や、目違い量のばらつきに影響を受け、ルート
部に溶け込み不足が発生する場合があることが認められ
た。
１５ｔ，７５０Ａ−１９ｔの鋼管の内外面円周突合溶接
を行った。図６に鋼管横断面を典型的に示すように、 （Ａ）外面初層下向き溶接＋内面初層上向き溶接 （Ｂ）外面初層下進溶接＋内面初層上進溶接 （Ｃ）外面初層上向き溶接＋内面初層下向き溶接 （Ｄ）外面初層上進溶接＋内面初層下進溶接 の４姿勢に分けた溶接を行った。この溶接部についてＸ
線透過試験による溶接結果の例の評価を表１に示した。
初層溶接にはシールドガスとして８０Ａｒ−２０ＣＯ2
を用いた。表１より、初層シールドガスに８０Ａｒ−２
０ＣＯ2 を用いた場合、溶接姿勢（Ｂ）および（Ｃ）に
おいて初層溶接部に１ｍｍ以上のブローホールが多発す
ることがわかる。これらのブローホール発生部の断面マ
クロ片の観察から、位置（Ｂ）では外面初層において、
位置（Ｄ）では内面初層において、ブローホールが発生
することが確認された。すなわち全周の中で最も大電流
・高速度の溶接を行う初層の下進部分で１ｍｍ以上の大
きなブローホールを多発することがわかる。また、８０
Ａｒ−２０ＣＯ2 シールドガスを用いた場合、ルートフ
ェイス量や、目違い量のばらつきに影響を受け、ルート
部に溶け込み不足が発生する場合があることが認められ
た。
【００１２】表２は同じ溶接条件でシールドガスとして
５０Ａｒ−５０ＣＯ2 を初層溶接に用いた場合のＸ線透
過試験による溶接結果の評価の例を示したものである。
表２より、シールドガスが８０Ａｒ−２０ＣＯ2 の場合
に問題とされた初層のブローホールが解消されたことが
わかる。さらに、アークが緊縮し溶け込み量が大きくな
ることにより、ルート部の溶け込み不足も解消された。
５０Ａｒ−５０ＣＯ2 を初層溶接に用いた場合のＸ線透
過試験による溶接結果の評価の例を示したものである。
表２より、シールドガスが８０Ａｒ−２０ＣＯ2 の場合
に問題とされた初層のブローホールが解消されたことが
わかる。さらに、アークが緊縮し溶け込み量が大きくな
ることにより、ルート部の溶け込み不足も解消された。
【００１３】６００Ａ−１５．１ｔ及び７５０Ａ−１
９．３ｔの鋼管のＸ形開先をウイービング法による１層
初層溶接で内・外面溶接ともに３パスで仕上げる溶接条
件を作成しようとしたところ、シールドガス５０Ａｒ−
５０ＣＯ2 を用いた場合、２、３パス目のアークの安定
性を確保できる条件範囲が、上向き姿勢などで極めて狭
く、安定した溶接条件の作成が不可能であった。しか
し、アークの安定性が５０Ａｒ−５０ＣＯ2 シールドガ
スよりも良好な８０Ａｒ−２０ＣＯ2 シールドガスを用
いた場合、２、３パス目の全姿勢溶接を安定して行う条
件作成が可能となった。
９．３ｔの鋼管のＸ形開先をウイービング法による１層
初層溶接で内・外面溶接ともに３パスで仕上げる溶接条
件を作成しようとしたところ、シールドガス５０Ａｒ−
５０ＣＯ2 を用いた場合、２、３パス目のアークの安定
性を確保できる条件範囲が、上向き姿勢などで極めて狭
く、安定した溶接条件の作成が不可能であった。しか
し、アークの安定性が５０Ａｒ−５０ＣＯ2 シールドガ
スよりも良好な８０Ａｒ−２０ＣＯ2 シールドガスを用
いた場合、２、３パス目の全姿勢溶接を安定して行う条
件作成が可能となった。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】
【発明の効果】以上より、初層溶接にシールドガス５０
Ａｒ−５０ＣＯ2 を用い、積層パス溶接にシールドガス
８０Ａｒ−２０ＣＯ2 を用いることによって、Ｘ形開先
を用いた狭開先の鋼管内外面からの全溶接積層溶接を、
溶接欠陥（初層溶接のブローホールや溶け込み不足）を
抑え、かつアークの安定性を確保しながら行うことを可
能にした。
Ａｒ−５０ＣＯ2 を用い、積層パス溶接にシールドガス
８０Ａｒ−２０ＣＯ2 を用いることによって、Ｘ形開先
を用いた狭開先の鋼管内外面からの全溶接積層溶接を、
溶接欠陥（初層溶接のブローホールや溶け込み不足）を
抑え、かつアークの安定性を確保しながら行うことを可
能にした。
【図１】実施例を示す説明図である。
【図２】溶接の開先の説明図である。
【図３】溶接方法の説明図である。
【図４】溶接方法の説明図である。
【図５】溶接方法の説明図である。
【図６】鋼管の初層溶接姿勢の説明図である。
１ 外面溶接装置 ２ 外面溶接トーチ ３ 走行レール ４ 内面溶接装置 ５ 内面溶接トーチ ６ インナークランパ ７ 走行車輪 １０、１１ 溶接電源 １２、１３、１４、１５ 電磁弁 １６ シールドガスボンベ（５０Ａｒ−５０ＣＯ2 ） １７ シールドガスボンベ（８０Ａｒ−２０ＣＯ2 ） １８ シールドガスボンベ（５０Ａｒ−５０ＣＯ2 ） １９ シールドガスボンベ（８０Ａｒ−２０ＣＯ2 ） ２０ ルートギャップ ２１ Ｘ開先 ２２ Ｋ開先 ２３ Ｖ開先 ２４ 鋼管
Claims (2)
- 【請求項１】 狭開先の積層溶接方法において、初層は
ＣＯ2 を主体としたＣＯ2 とＡｒの混合ガスを用いて大
電流・高速度の溶接を行い、積層パスはＡｒを主体とし
たＣＯ2 とＡｒの混合ガスを用いて、中電流・中低速度
の溶接を行うことを特徴とする狭開先の積層溶接方法。 - 【請求項２】 前記狭開先が鋼管突き合わせ部の狭開先
であることを特徴とする請求項１記載の積層溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27931494A JPH08141739A (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | 積層溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27931494A JPH08141739A (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | 積層溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08141739A true JPH08141739A (ja) | 1996-06-04 |
Family
ID=17609448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27931494A Withdrawn JPH08141739A (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | 積層溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08141739A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120298628A1 (en) * | 2009-12-01 | 2012-11-29 | Saipem S.P.A | Method of and a welding station for laying a pipeline, with pipe section welded together by internal and external welding |
-
1994
- 1994-11-14 JP JP27931494A patent/JPH08141739A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120298628A1 (en) * | 2009-12-01 | 2012-11-29 | Saipem S.P.A | Method of and a welding station for laying a pipeline, with pipe section welded together by internal and external welding |
| US9339886B2 (en) * | 2009-12-01 | 2016-05-17 | Saipem S.P.A. | Method of and a welding station for laying a pipeline, with pipe section welded together by internal and external welding |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |