JPH08192290A

JPH08192290A - 溶接方法及びその装置

Info

Publication number: JPH08192290A
Application number: JP470595A
Authority: JP
Inventors: Masato Mochizuki; 正人望月; Naoto Saito; 直人斉藤; Asao Nishimura; 朝雄西村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-01-17
Filing date: 1995-01-17
Publication date: 1996-07-30

Abstract

(57)【要約】【構成】平板と平板の突合せ継手溶接時における溶接方
法及び装置において、溶接をするための溶接トーチと溶
接機は、溶接機配線により接続される。また、溶接と同
時に加熱をするためのガスバーナトーチとガスバーナ機
は、ガスバーナ機配線により接続される。溶接トーチと
ガスバーナトーチは、接続治具により固定される。溶接
トーチの先端とガスバーナトーチの先端を結んだ線は、
被溶接材である平板に鉛直になるように取り付けられ、
溶接トーチが溶接線方向に移動するとガスバーナトーチ
もそれに追随して移動する。【効果】溶接構造物の溶接による残留変形及び残留応力
を低減させることができ、溶接構造物の溶接部近くの材
料の組織の鋭敏化、及び、溶接構造物の脆化を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶接構造物の製造時に
おける溶接方法及び装置に係り、特に、溶接終了後の残
留変形及び残留応力が問題となるような溶接構造物の溶
接方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶接構造物の製造時における溶接方法及
び装置における従来の技術では、例えば、特開平4−162
978 号公報のように、隅肉溶接と溶接線の裏側を加熱す
ることにより、所定形状の隅肉溶接を可能にするもので
あった。従来の技術では加熱の際の入熱量の決定が困難
であるため、溶接変形の進行具合を見ながら、経験的に
入熱量を調整及び決定していた。

【０００３】また、製品によっては裏側の加熱位置を設
定するにも困難な場合が多く、作業者の経験により、加
熱中の溶接変形の進行具合を見ながら、加熱位置を調整
及び決定していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術では、
加熱の際の入熱量の決定が困難であり、加熱条件の設定
を誤ると、溶接残留変形が通常の溶接による残留変形に
比べて変化しない。また、過大な入熱量による加熱を行
うと、溶接残留変形が通常の溶接による残留変形に比べ
て大きくなる。

【０００５】本発明の主たる目的は上記従来の問題点を
解決することにあり、溶接入熱量と均一の入熱量による
加熱を行うことにより、溶接残留変形を低減させること
にある。

【０００６】他に、溶着金属部での残留応力について
も、加熱条件の設定を誤ると通常の溶接により発生する
残留応力に比べて変化しない。また、過大な入熱量によ
る加熱を行うと、溶接残留応力が通常の溶接による残留
応力に比べて大きくなる。

【０００７】本発明の第二の目的は、溶接入熱量と等し
い入熱量による加熱を行うことにより、溶接残留応力を
低減させることにある。

【０００８】他に、過大な加熱を行った場合、溶接部近
傍の材料の組織が鋭敏化し、構造物が脆化しやすくな
る。

【０００９】本発明の第三の目的は、溶接部近傍の材料
の組織の鋭敏化、及び、構造物の脆化を防ぐことにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、溶接構造物
の溶接部の板厚方向に等しい温度分布をもたせることに
より、溶接構造物は溶接による面外の変形をほとんど起
こさなくなるため、最終的に溶接残留変形を小さくする
ことにより達成される。すなわち、本発明により、例え
ば平板の突合せ継手の場合、図１に示すように、平板８
の溶接される反対側の面を、溶接ビードの進行に追随し
て同時に溶接入熱と等しい入熱量で加熱することによ
り、突合せ継手の溶接による残留変形を低減させること
ができる。

【００１１】また、上記他の目的は、板厚方向に等しい
温度分布をもつことにより、突合せ継手は溶接による曲
がりをほとんど起こさなくなることにより達成される。
したがって、本発明により、突合せ継手の残留応力を低
減することができる。

【００１２】さらに、平板８の溶接される反対側の面
を、溶接ビードの進行に追随して同時に溶接入熱と等し
い入熱量で加熱されても、平板８は過大な入熱量を与え
られたことにはならない。したがって、本発明により、
平板突合せ継手溶接部近くの材料の組織の鋭敏化、及
び、構造物の脆化を防ぐことができる。

【００１３】

【作用】例えば、平板と平板の突合せ継手溶接時におけ
る溶接方法及び装置において、溶接をするための溶接ト
ーチと溶接機は、溶接機配線により接続されている。ま
た、溶接と同時に加熱をするためのガスバーナトーチと
ガスバーナ機は、ガスバーナ機配線により接続されてい
る。溶接トーチとガスバーナトーチは、接続治具により
固定されている。溶接トーチの先端とガスバーナトーチ
の先端を結んだ線は、被溶接材である平板に鉛直になる
ように取り付けられている。溶接トーチが溶接線方向に
移動するとガスバーナトーチもそれに追随して移動す
る。

【００１４】突合せ継手を構成する平板は溶接トーチに
より片面を溶接され、接合される。この時、ガスバーナ
トーチは、溶接トーチより溶接部に出力される入熱量と
等しい量の入熱量により、平板の溶接される反対側の面
の突合せ溶接部の裏側に相当する箇所の内で溶接パスの
入熱範囲の表面積と等しい面積の範囲を、平板の溶接さ
れる反対側の面を溶接ビードの進行に追随して同時に加
熱する。

【００１５】平板の溶接される反対側の面を、溶接ビー
ドの進行に追随して同時に溶接入熱と等しい入熱量で加
熱することにより、平板は全域で板厚方向への温度勾配
がなくなり、板厚方向にほぼ等しい温度分布をもつこと
ができる。

【００１６】板厚方向に等しい温度分布をもつことによ
り、突合せ継手は溶接による面外の変形をほとんど起こ
さなくなる。すなわち、本発明により、平板の溶接され
る反対側の面を、溶接ビードの進行に追随して同時に溶
接入熱と等しい入熱量で加熱することにより、突合せ継
手の溶接による残留変形を低減させることができる。

【００１７】また、板厚方向に等しい温度分布をもつこ
とにより、突合せ継手は溶接による曲がりをほとんど起
こさなくなる。したがって、本発明により、突合せ継手
の残留応力を低減することができる。

【００１８】さらに、平板の溶接される反対側の面を、
溶接ビードの進行に追随して同時に溶接入熱と等しい入
熱量で加熱されても、平板は過大な入熱量を与えられた
ことにはならない。したがって、本発明により、平板突
合せ継手溶接部近くの材料の組織の鋭敏化、及び、構造
物の脆化を防ぐことができる。

【００１９】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の一実施例を詳細
に説明する。

【００２０】＜実施例１＞図１は、平板と平板の突合せ
継手溶接時における溶接方法及び装置を示した図であ
る。溶接をするための溶接トーチ１と溶接機２は、溶接
機配線３により接続されている。また、溶接と同時に加
熱をするためのガスバーナトーチ４とガスバーナ機５
は、ガスバーナ機配線６により接続されている。溶接ト
ーチ１とガスバーナトーチ４は、接続治具７により固定
されている。溶接トーチ１の先端とガスバーナトーチ４
の先端を結んだ線は、被溶接材である平板８に鉛直にな
るように取り付けられている。溶接トーチが溶接線方向
に移動するとガスバーナトーチ４もそれに追随して移動
する。

【００２１】突合せ継手を構成する平板８と平板８は溶
接トーチ１により片面を溶接され、溶接部９により接合
される。この時、ガスバーナトーチ４は、溶接トーチ１
より溶接部９に出力される入熱量と等しい量の入熱量に
より、平板８の溶接される反対側の面の突合せ溶接部の
裏側に相当する箇所の内で溶接パスの入熱範囲の表面積
と等しい面積の範囲を、平板８の溶接される反対側の面
を溶接ビードの進行に追随して同時に加熱する。

【００２２】平板８の溶接される反対側の面を、溶接ビ
ードの進行に追随して同時に溶接入熱と等しい入熱量で
加熱することにより、平板８は全域において板厚方向へ
の温度勾配がなくなり、図２に示すように、板厚方向に
ほぼ等しい温度分布をもつことができる。

【００２３】板厚方向に等しい温度分布をもつことによ
り、突合せ継手は溶接による面外の変形をほとんど起こ
さなくなる。すなわち、本発明により、平板８の溶接さ
れる反対側の面を、溶接ビードの進行に追随して同時に
溶接入熱と等しい入熱量で加熱することにより、突合せ
継手の溶接による残留変形を低減させることができる。

【００２４】また、板厚方向に等しい温度分布をもつこ
とにより、突合せ継手は溶接による曲がりをほとんど起
こさなくなる。したがって、本発明により、突合せ継手
の残留応力を低減することができる。

【００２５】さらに、平板８の溶接される反対側の面
を、溶接ビードの進行に追随して同時に溶接入熱と等し
い入熱量で加熱されても、平板８は過大な入熱量を与え
られたことにはならない。したがって、本発明により、
平板突合せ継手溶接部近くの材料の組織の鋭敏化、及
び、構造物の脆化を防ぐことができる。

【００２６】＜実施例２＞図３は、パイプとパイプの突
合せ継手溶接時における溶接方法及び装置を示した図で
ある。溶接装置の構成は実施例１と同じであるため説明
を省略する。

【００２７】突合せ継手を構成するパイプ１０とパイプ
１０は溶接部１１により接合される。パイプ１０の溶接
される反対側の面を、溶接ビードの進行に追随して同時
に溶接入熱と等しい入熱量で、パイプ１０の溶接される
反対側の面の突合せ溶接部の裏側に相当する箇所の内で
溶接パスの入熱範囲の表面積と等しい面積の範囲を加熱
することにより、パイプ１０は全域で板厚方向への温度
勾配がなくなり、板厚方向にほぼ等しい温度分布をもつ
ことができる。

【００２８】板厚方向に等しい温度分布をもつことによ
り、突合せ継手は溶接による面外の変形をほとんど起こ
さなくなる。すなわち、本発明により、パイプ１０の溶
接される反対側の面を、溶接ビードの進行に追随して同
時に溶接入熱と等しい入熱量で加熱することにより、突
合せ継手の溶接による残留変形を低減させることができ
る。

【００２９】また、板厚方向に等しい温度分布をもつこ
とにより、突合せ継手は溶接による曲がりをほとんど起
こさなくなる。したがって、本発明により、突合せ継手
の残留応力を低減することができる。

【００３０】さらに、パイプ１０の溶接される反対側の
面を、溶接ビードの進行に追随して同時に溶接入熱と等
しい入熱量で加熱されても、パイプ１０は過大な入熱量
を与えられたことにはならない。したがって、本発明に
より、パイプ突合せ継手溶接部近くの材料の組織の鋭敏
化、及び、構造物の脆化を防ぐことができる。

【００３１】＜実施例３＞図４は、平板と平板の隅肉継
手溶接時における溶接方法及び装置を示した図である。
溶接装置の構成は実施例１と同じであるため説明を省略
する。

【００３２】隅肉継手を構成する平板フランジ１２と平
板ウェブ１３は溶接部１４により片側を接合される。平
板１２の溶接される反対側の隅肉箇所と、平板フランジ
１２の裏側を、溶接ビードの進行に追随して同時に２箇
所合わせて溶接入熱と等しい入熱量で加熱する。平板フ
ランジ１２の入熱量Ｑｆ、及び、平板ウェブ１３の入熱
量Ｑｗは、溶接入熱をＱとすると、平板フランジ１２の
板厚Ｔｆ，平板ウェブ１３の板厚Ｔｗを用いて、以下の
ように表される。

【００３３】

【数１】Ｑｆ＝［Ｔｗ／（Ｔｆ＋Ｔｗ）］Ｑ …（数１）

【００３４】

【数２】Ｑｗ＝［Ｔｆ／（Ｔｆ＋Ｔｗ）］Ｑ …（数２）このことにより、平板フランジ１２、及び、平板ウェブ
１３は全域において板厚方向への温度勾配がなくなり、
板厚方向にほぼ等しい温度分布をもつことができる。

【００３５】板厚方向に等しい温度分布をもつことによ
り、隅肉継手は溶接による面外の変形をほとんど起こさ
なくなる。すなわち、本発明により、平板フランジ１
２、及び、平板ウェブ１３の溶接される反対側の面を、
溶接ビードの進行に追随して同時に加熱することによ
り、隅肉継手の溶接による残留変形を低減させることが
できる。

【００３６】また、板厚方向に等しい温度分布をもつこ
とにより、隅肉継手は溶接による曲がりをほとんど起こ
さなくなる。したがって、本発明により、隅肉継手の残
留応力を低減することができる。

【００３７】さらに、平板フランジ１２、及び、平板ウ
ェブ１３の溶接される反対側の面を、溶接ビードの進行
に追随して同時に数１及び数２により与えられる入熱量
で加熱されても、平板フランジ１２、及び、平板ウェブ
１３は過大な入熱量を与えられたことにはならない。し
たがって、本発明により、隅肉継手溶接部近くの材料の
組織の鋭敏化、及び、構造物の脆化を防ぐことができ
る。

【００３８】＜実施例４＞図５は、平板と平板の角継手
溶接時における溶接方法及び装置を示した図である。角
継手を構成する平板１５は溶接部１６により接合され
る。溶接装置の構成は実施例１と、入熱量の与え型は実
施例３と同じであるため説明を省略する。

【００３９】板厚方向に等しい温度分布をもつことによ
り、角継手は溶接による面外の変形をほとんど起こさな
くなる。すなわち、本発明により、平板１５の溶接され
る反対側の面を、溶接ビードの進行に追随して同時に加
熱することにより、角継手の溶接による残留変形を低減
させることができる。

【００４０】また、板厚方向に等しい温度分布をもつこ
とにより、角継手は溶接による曲がりをほとんど起こさ
なくなる。したがって、本発明により、角継手の残留応
力を低減することができる。

【００４１】さらに、平板１５の溶接される反対側の面
を、溶接ビードの進行に追随して同時に実施例３に示す
数１及び数２により与えられる入熱量で加熱されても、
平板１５は過大な入熱量を与えられたことにはならな
い。したがって、本発明により、角継手溶接部近くの材
料の組織の鋭敏化、及び、構造物の脆化を防ぐことがで
きる。

【００４２】なお、本発明は上記実施例に限られるもの
ではなく、種々変形して実施できる。例えば、図６に示
すようにパイプの軸方向への溶接や、図７に示すように
平板の重ね合わせ溶接にも適用できる。また、板厚方向
に均一の温度分布を作ることができれば、図８に示すよ
うに、平板の突合せ継手に対して２箇所の加熱を行うこ
ともできる。その他の形状の溶接構造物についても同様
に、本発明は種々変形して実施できる。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、溶接構造物の溶接によ
る残留変形を低減させることができる。また、溶接構造
物の残留応力を低減することができる。さらに、溶接構
造物の溶接部近くの材料の組織の鋭敏化、及び、溶接構
造物の脆化を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の平板と平板の突合せ継手の
溶接を示す要部の断面図。

【図２】本発明の一実施例の平板と平板の突合せ継手の
溶接を示す要部断面での溶接時の温度分布図。

【図３】本発明の第二実施例のパイプとパイプの突合せ
継手の溶接を示す要部の断面図。

【図４】本発明の第三実施例の平板と平板の隅肉継手の
溶接を示す要部の断面図。

【図５】本発明の第四実施例の平板と平板の角継手の溶
接を示す要部の断面図。

【図６】本発明の一実施例のパイプの軸方向への溶接を
示す説明図。

【図７】本発明の一実施例の平板と平板の重ね合わせ継
手の溶接を示す要部の断面図。

【図８】本発明の一実施例の平板と平板の溶接を示す要
部の断面図。

【符号の説明】

１…溶接トーチ、２…溶接機、３…溶接機配線、４…ガ
スバーナトーチ、５…ガスバーナ機、６…ガスバーナ配
線、７…溶接トーチとガスバーナトーチの接続治具、８
…突合せ継手用の平板、９…平板突合せ継手の溶接部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶接構造物の製造時に被溶接部材の片面を
溶接するに当り、被溶接部材の全域で板厚方向での温度
分布が溶接工程中に常にほぼ均一になるように、溶接に
よる入熱量と等しい入熱量で、被溶接部材の溶接される
反対側の面を、溶接ビードの進行に追随して同時に加熱
することを特徴とする溶接方法。
【請求項２】溶接構造物の製造時に被溶接部材の片面を
溶接する装置を用いるに当り、被溶接部材の全域で板厚
方向での温度分布が溶接工程中に常にほぼ均一になるよ
うに、溶接による入熱量と等しい入熱量で、被溶接部材
の溶接される反対側の面を、溶接ビードの進行に追随し
て同時に加熱することを特徴とする溶接装置。
【請求項３】請求項１において、溶接構造物の製造時に
おいて被溶接部材の片面を突合せ溶接するに当り、被溶
接部材の全域において板厚方向での温度分布が溶接工程
中に常にほぼ均一になるように、溶接による入熱量と等
しい入熱量で、被溶接部材の溶接される反対側の面の突
合せ溶接部の裏側に相当する箇所の内で溶接パスの入熱
範囲の表面積と等しい面積の範囲を、溶接ビードの進行
に追随して同時に加熱する溶接方法。
【請求項４】請求項１において、溶接構造物の製造時に
被溶接部材の片面を溶接するに当り、被溶接部材の全域
で板厚方向での温度分布が溶接工程中に常にほぼ均一に
なるように、溶接による入熱量と等しい入熱量で、被溶
接部材の反対側の面の複数の箇所を、溶接棒の進行に追
随して、それぞれ加熱する被溶接材の板厚の逆数比に配
分した入熱量で同時に加熱する溶接方法。
【請求項５】請求項２において、溶接構造物の製造時に
被溶接部材の片面を突合せ溶接する装置を用いるに当
り、被溶接部材の全域で板厚方向での温度分布が溶接工
程中に常にほぼ均一になるように、溶接による入熱量と
等しい入熱量で、被溶接部材の溶接される反対側の面の
突合せ溶接部の裏側に相当する箇所の内で溶接パスの入
熱範囲の表面積と等しい面積の範囲を、溶接ビードの進
行に追随して同時に加熱する溶接装置。
【請求項６】請求項２において、溶接構造物の製造時に
被溶接部材の片面を溶接する装置を用いるに当り、被溶
接部材の全域において板厚方向での温度分布が溶接工程
中に常にほぼ均一になるように、溶接による入熱量と等
しい入熱量で、被溶接部材の反対側の面の複数の箇所
を、溶接棒の進行に追随して、それぞれ加熱する被溶接
材の板厚の逆数比に配分した入熱量で同時に加熱する溶
接装置。