JPH08243747A - ワイヤー添加型ｍｉｇ溶接法 - Google Patents
ワイヤー添加型ｍｉｇ溶接法Info
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- JPH08243747A JPH08243747A JP4534695A JP4534695A JPH08243747A JP H08243747 A JPH08243747 A JP H08243747A JP 4534695 A JP4534695 A JP 4534695A JP 4534695 A JP4534695 A JP 4534695A JP H08243747 A JPH08243747 A JP H08243747A
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- Japan
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- welding
- wire
- filler wire
- consumable electrode
- welding method
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ワイヤー添加型ＭＩＧ溶接法において、ワイ
ヤー線癖の影響をうけずにフィラーワイヤーの溶融を安
定化させることによって、溶着量の増加及び溶接入熱の
低下を可能にする。 【構成】 消耗電極１を溶接線と垂直方向に１０〜５０
Hzで単振動で揺動させることによって機械的にアークの
発生点を広げ、その振動面の前方からフィラーワイヤー
２を添加して溶接を行う。 【効果】 ワイヤーの線癖等で消耗電極とフィラーワイ
ヤーの相対位置が変化する場合でも確実にフィラーワイ
ヤーを溶融することができるため、溶着量の増加や溶接
入熱の低下が可能になり、姿勢溶接における高能率化や
溶接変形の低減など溶接品質の向上を図ることができ
る。また、異なる種類のワイヤーを同時に溶融すること
ができるため、溶接金属の成分調整にも有効である。
ヤー線癖の影響をうけずにフィラーワイヤーの溶融を安
定化させることによって、溶着量の増加及び溶接入熱の
低下を可能にする。 【構成】 消耗電極１を溶接線と垂直方向に１０〜５０
Hzで単振動で揺動させることによって機械的にアークの
発生点を広げ、その振動面の前方からフィラーワイヤー
２を添加して溶接を行う。 【効果】 ワイヤーの線癖等で消耗電極とフィラーワイ
ヤーの相対位置が変化する場合でも確実にフィラーワイ
ヤーを溶融することができるため、溶着量の増加や溶接
入熱の低下が可能になり、姿勢溶接における高能率化や
溶接変形の低減など溶接品質の向上を図ることができ
る。また、異なる種類のワイヤーを同時に溶融すること
ができるため、溶接金属の成分調整にも有効である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はパイプや厚板等構造部材
の溶接、メッキ鋼板等の薄板の溶接において高能率化及
び品質向上のために用いられるワイヤー添加型ＭＩＧ溶
接法に関する。
の溶接、メッキ鋼板等の薄板の溶接において高能率化及
び品質向上のために用いられるワイヤー添加型ＭＩＧ溶
接法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の、ワイヤー添加型ＭＩＧ溶接法
は、消耗電極のアーク直下にフィラーワイヤーを送給し
消耗電極のアークエネルギーの一部をフィラーワイヤー
の溶融に割り当てていたが、一般的にＭＩＧ溶接のアー
クはＴＩＧ溶接のアークに比べて小さく集束しており、
またワイヤーは線癖の影響で狙い位置が変わり易いた
め、安定したフィラーワイヤーの溶融が行えなかった。
特開昭６２−１２４０７７号公報に示す添加ワイヤー式
磁気制御ＭＩＧ溶接法では、交流磁場を用いてアークを
制御しながら溶接の安定化を図っているが、溶接姿勢等
の条件に影響され易く、作業性に欠ける面がある。一
方、特開平４−１８２０７１号公報に示す消耗電極式ア
ーク溶接法はワイヤーの線癖の影響を無くすため、フィ
ラーワイヤーを通電しホットワイヤーとしてから溶融池
に送給することによって溶融させているが通電電流が大
きくなるため溶着量の増加は見込めるが、必ずしも溶接
入熱の低下に寄与してるとは言えない。
は、消耗電極のアーク直下にフィラーワイヤーを送給し
消耗電極のアークエネルギーの一部をフィラーワイヤー
の溶融に割り当てていたが、一般的にＭＩＧ溶接のアー
クはＴＩＧ溶接のアークに比べて小さく集束しており、
またワイヤーは線癖の影響で狙い位置が変わり易いた
め、安定したフィラーワイヤーの溶融が行えなかった。
特開昭６２−１２４０７７号公報に示す添加ワイヤー式
磁気制御ＭＩＧ溶接法では、交流磁場を用いてアークを
制御しながら溶接の安定化を図っているが、溶接姿勢等
の条件に影響され易く、作業性に欠ける面がある。一
方、特開平４−１８２０７１号公報に示す消耗電極式ア
ーク溶接法はワイヤーの線癖の影響を無くすため、フィ
ラーワイヤーを通電しホットワイヤーとしてから溶融池
に送給することによって溶融させているが通電電流が大
きくなるため溶着量の増加は見込めるが、必ずしも溶接
入熱の低下に寄与してるとは言えない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ワイ
ヤー添加型ＭＩＧ溶接において、ワイヤーの線癖の影響
を受けずフィラーワイヤーの溶融を安定化させることに
よって、溶着量の増加、及び溶接入熱の低下を可能にす
るための溶接法を提供することである。
ヤー添加型ＭＩＧ溶接において、ワイヤーの線癖の影響
を受けずフィラーワイヤーの溶融を安定化させることに
よって、溶着量の増加、及び溶接入熱の低下を可能にす
るための溶接法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明のワイヤー添加型ＭＩＧ溶接法は、消耗電極の送
給位置を高速に揺動させ溶接アークの発生位置を機械的
に広げることによって、ワイヤーの線癖に影響されず確
実にフィラーワイヤーの溶融が行えることを特徴とす
る。
本発明のワイヤー添加型ＭＩＧ溶接法は、消耗電極の送
給位置を高速に揺動させ溶接アークの発生位置を機械的
に広げることによって、ワイヤーの線癖に影響されず確
実にフィラーワイヤーの溶融が行えることを特徴とす
る。
【０００５】即ち、本発明の要旨とするところは、
（１）ＭＩＧ溶接に伴う消耗電極のアーク直下の溶融池
にフィラーワイヤーを添加する溶接法において、フィラ
ーワイヤーの送給位置に対して消耗電極の送給位置を５
〜５０Hzで揺動させることを特徴とするワイヤー添加型
ＭＩＧ溶接法、また、消耗電極の発するアークが効率的
にフィラーワイヤーを狙うようにするため、（２）消耗
電極をフィラーワイヤーの送給方向に対して直角方向に
単振動となるように揺動することを特徴とする前記
（１）記載のワイヤー添加型ＭＩＧ溶接法にある。
（１）ＭＩＧ溶接に伴う消耗電極のアーク直下の溶融池
にフィラーワイヤーを添加する溶接法において、フィラ
ーワイヤーの送給位置に対して消耗電極の送給位置を５
〜５０Hzで揺動させることを特徴とするワイヤー添加型
ＭＩＧ溶接法、また、消耗電極の発するアークが効率的
にフィラーワイヤーを狙うようにするため、（２）消耗
電極をフィラーワイヤーの送給方向に対して直角方向に
単振動となるように揺動することを特徴とする前記
（１）記載のワイヤー添加型ＭＩＧ溶接法にある。
【０００６】
【作用】本発明者らはワイヤー添加型ＭＩＧ溶接に関し
て様々な検討を行った結果、消耗電極が発するアークを
直接フィラーワイヤーにあて溶融させることが最も確実
にフィラーワイヤーを溶融させる方法であるという知見
を得た。しかしながらＭＩＧ溶接のアークの広がりは小
さく、またワイヤーは線癖の影響で容易に狙い位置が変
動してしまうため、確実にフィラーワイヤを溶融させる
ことは困難である。そこで、消耗電極の送給位置を５〜
５０Hz程度の高い振動数で揺動させることによって、ア
ークの発生点を機械的に広げフィラーワイヤーを溶融さ
せる方法について検討した。以下に本発明を詳細に説明
する。
て様々な検討を行った結果、消耗電極が発するアークを
直接フィラーワイヤーにあて溶融させることが最も確実
にフィラーワイヤーを溶融させる方法であるという知見
を得た。しかしながらＭＩＧ溶接のアークの広がりは小
さく、またワイヤーは線癖の影響で容易に狙い位置が変
動してしまうため、確実にフィラーワイヤを溶融させる
ことは困難である。そこで、消耗電極の送給位置を５〜
５０Hz程度の高い振動数で揺動させることによって、ア
ークの発生点を機械的に広げフィラーワイヤーを溶融さ
せる方法について検討した。以下に本発明を詳細に説明
する。
【０００７】先ず図１に本溶接法の概略図を示す。消耗
電極１を溶接線に対して垂直に５〜５０Hzで揺動させ、
揺動面前方もしくは後方から揺動中心を狙いフィラーワ
イヤー２を送給する。消耗電極の揺動方法には、単振
動、回転運動等の揺動方法が考えられるが、回転運動の
場合は溶接線の左右での揺動方向が反対になるが、溶接
線に垂直方向となるように単振動の揺動を行わせること
によって溶接線から見た左右の対称性を保つことができ
安定した溶接が行えるため、単振動の揺動が好ましい。
また消耗電極の揺動振幅は特に規定がないが、ワイヤー
の線癖による狙いズレを考慮して３mm程度が好ましい。
電極１を溶接線に対して垂直に５〜５０Hzで揺動させ、
揺動面前方もしくは後方から揺動中心を狙いフィラーワ
イヤー２を送給する。消耗電極の揺動方法には、単振
動、回転運動等の揺動方法が考えられるが、回転運動の
場合は溶接線の左右での揺動方向が反対になるが、溶接
線に垂直方向となるように単振動の揺動を行わせること
によって溶接線から見た左右の対称性を保つことができ
安定した溶接が行えるため、単振動の揺動が好ましい。
また消耗電極の揺動振幅は特に規定がないが、ワイヤー
の線癖による狙いズレを考慮して３mm程度が好ましい。
【０００８】次に、消耗電極の揺動周期とフィラーワイ
ヤーの送給量について説明する。図２は消耗電極の揺動
の１周期の間にフィラーワイヤーがどれだけ送給される
かを示したものである。例えば、フィラーワイヤーの送
給量が２m/min 、消耗電極の揺動周期を２０Hzとすると
１周期内のフィラーワイヤー送給量はわずか１．７mmで
あることがわかる。このように消耗電極を高速に揺動さ
せることによってフィラーワイヤーを少量ずつほぼ連続
的に溶かすことが可能となる。
ヤーの送給量について説明する。図２は消耗電極の揺動
の１周期の間にフィラーワイヤーがどれだけ送給される
かを示したものである。例えば、フィラーワイヤーの送
給量が２m/min 、消耗電極の揺動周期を２０Hzとすると
１周期内のフィラーワイヤー送給量はわずか１．７mmで
あることがわかる。このように消耗電極を高速に揺動さ
せることによってフィラーワイヤーを少量ずつほぼ連続
的に溶かすことが可能となる。
【０００９】図３は消耗電極の振動数、フィラーワイヤ
ー送給量を変化させて実際に溶接を行った場合の溶接性
を示した図である。溶接電流は２５０Ａ、揺動振幅３mm
で溶接姿勢は下向きビードオンプレートで行った。消耗
電極及びフィラーワイヤーの位置関係は図１に示す通り
である。振動数５Hz未満ではアークが不安定になり、ま
たスパッタ発生量も増加した。これは、消耗電極が１周
期で溶かすフィラーワイヤーの量が増加するためだと考
えられ、本発明の溶接法における振動数の下限は５Hz、
好ましくは１０Hzである。一方、振動数の上限は特に限
定されないが５０Hz超の振動数になると溶融池がみだれ
スパッタが増加する傾向にあるため、振動数の上限は５
０Hzとする。一方、フィラーワイヤーの送給量について
は、消耗電極の振動数３０Hz未満では２mm／サイクル以
下、また消耗電極の振動数３０Hz以上では３m/min （消
耗電極のワイヤー送給量の４割程度）以下にすることが
好ましい。振動振幅については、ワイヤーの線癖による
狙い位置の変動を考慮して３mm程度が適している。しか
しながら溶接部の開先幅に合わせて１０mm程度まで広げ
ることも可能である。
ー送給量を変化させて実際に溶接を行った場合の溶接性
を示した図である。溶接電流は２５０Ａ、揺動振幅３mm
で溶接姿勢は下向きビードオンプレートで行った。消耗
電極及びフィラーワイヤーの位置関係は図１に示す通り
である。振動数５Hz未満ではアークが不安定になり、ま
たスパッタ発生量も増加した。これは、消耗電極が１周
期で溶かすフィラーワイヤーの量が増加するためだと考
えられ、本発明の溶接法における振動数の下限は５Hz、
好ましくは１０Hzである。一方、振動数の上限は特に限
定されないが５０Hz超の振動数になると溶融池がみだれ
スパッタが増加する傾向にあるため、振動数の上限は５
０Hzとする。一方、フィラーワイヤーの送給量について
は、消耗電極の振動数３０Hz未満では２mm／サイクル以
下、また消耗電極の振動数３０Hz以上では３m/min （消
耗電極のワイヤー送給量の４割程度）以下にすることが
好ましい。振動振幅については、ワイヤーの線癖による
狙い位置の変動を考慮して３mm程度が適している。しか
しながら溶接部の開先幅に合わせて１０mm程度まで広げ
ることも可能である。
【００１０】次に、溶接条件について説明する。フィラ
ーワイヤーの溶かしやすさの点から溶接アークは広がっ
ている方がよい。このため溶滴の移行形態がスプレー移
行となる、高電流のＭＩＧ溶接やフラックス入りワイヤ
ーを用いた溶接が適している。
ーワイヤーの溶かしやすさの点から溶接アークは広がっ
ている方がよい。このため溶滴の移行形態がスプレー移
行となる、高電流のＭＩＧ溶接やフラックス入りワイヤ
ーを用いた溶接が適している。
【００１１】以上のような条件で、消耗電極を揺動させ
ることによって、ワイヤーの線癖の影響で消耗電極とフ
ィラーワイヤーの相対位置が多少変動しても、消耗電極
の揺動振幅内であれば１周期の間に確実にフィラーワイ
ヤーを溶融することができる。
ることによって、ワイヤーの線癖の影響で消耗電極とフ
ィラーワイヤーの相対位置が多少変動しても、消耗電極
の揺動振幅内であれば１周期の間に確実にフィラーワイ
ヤーを溶融することができる。
【００１２】
【実施例】実施例として厚板の縦向き上進溶接について
説明する。図４に溶接装置の概略図を示す。揺動部の機
構は、回転軸４の回転運動が偏心カム３を介して直接運
動に変換され、消耗電極１が溶接線の垂直方向に単振動
で揺動するように作られている。揺動方向は開先５の幅
方向に揺動し、この揺動面に対して溶接方向前方から消
耗電極と６０°の角度を保ってフィラーワイヤー２を送
給する。フィラーワイヤーは溶接電流の一部が流れてア
ークの干渉が起こるのを防ぐため、電気的に絶縁された
状態にしている。
説明する。図４に溶接装置の概略図を示す。揺動部の機
構は、回転軸４の回転運動が偏心カム３を介して直接運
動に変換され、消耗電極１が溶接線の垂直方向に単振動
で揺動するように作られている。揺動方向は開先５の幅
方向に揺動し、この揺動面に対して溶接方向前方から消
耗電極と６０°の角度を保ってフィラーワイヤー２を送
給する。フィラーワイヤーは溶接電流の一部が流れてア
ークの干渉が起こるのを防ぐため、電気的に絶縁された
状態にしている。
【００１３】次に、図５を用いて溶接方法について説明
する。母材はＳＭ４００鋼、溶接ワイヤーには消耗電極
としてフラックス入りワイヤー、フィラーワイヤーとし
てソリッドワイヤーを用いて炭酸ガス溶接を行った。開
先形状はＩ型で幅７mm、高さ１２．７mmの狭開先であ
る。
する。母材はＳＭ４００鋼、溶接ワイヤーには消耗電極
としてフラックス入りワイヤー、フィラーワイヤーとし
てソリッドワイヤーを用いて炭酸ガス溶接を行った。開
先形状はＩ型で幅７mm、高さ１２．７mmの狭開先であ
る。
【００１４】まず、消耗電極を開先幅方向に揺動させて
から電流を流しアークを発生させる。アーク発生と同時
にフィラーワイヤーを消耗電極の振動方向と直角に溶接
進行方向後ろから送給し溶接を開始する。消耗電極の振
幅は開先幅に合わせて４mmとし、３０Hzで振動させた。
消耗電極の送給量は８m/min 、フィラーワイヤーの送給
量は２．５m/min とした。溶接はスパッタが少なく安定
しており、フィラーワイヤーの冷却効果のため溶融金属
の溶け落ちがなくなり、きれいなビード外観を得ること
ができた。また溶け落ちが少ないためフィラーワイヤー
を用いた従来ＭＩＧ溶接法に比べて溶接電流を２割程度
高くし消耗電極の溶着量を増やすことができるので、フ
ィラーワイヤー増加による溶着量増加の効果も合わせて
溶接能率を５割以上も向上させることができる。
から電流を流しアークを発生させる。アーク発生と同時
にフィラーワイヤーを消耗電極の振動方向と直角に溶接
進行方向後ろから送給し溶接を開始する。消耗電極の振
幅は開先幅に合わせて４mmとし、３０Hzで振動させた。
消耗電極の送給量は８m/min 、フィラーワイヤーの送給
量は２．５m/min とした。溶接はスパッタが少なく安定
しており、フィラーワイヤーの冷却効果のため溶融金属
の溶け落ちがなくなり、きれいなビード外観を得ること
ができた。また溶け落ちが少ないためフィラーワイヤー
を用いた従来ＭＩＧ溶接法に比べて溶接電流を２割程度
高くし消耗電極の溶着量を増やすことができるので、フ
ィラーワイヤー増加による溶着量増加の効果も合わせて
溶接能率を５割以上も向上させることができる。
【００１５】次に、溶接結果を判定するため、溶接部断
面のマクロ組織の模式図を図６に示す。開先側面に融合
不良、スラグ巻き込み等の溶接欠陥もなく充分溶け込ん
でいることがわかる。また、図７に示す溶接部断面のマ
クロ組織の模式図から、フィラーワイヤー無しの従来の
ＭＩＧ溶接法に比べて少ないパス数で溶接ができ、さら
に熱影響部の面積が狭くなっており溶接入熱が低減され
ていることもわかる。
面のマクロ組織の模式図を図６に示す。開先側面に融合
不良、スラグ巻き込み等の溶接欠陥もなく充分溶け込ん
でいることがわかる。また、図７に示す溶接部断面のマ
クロ組織の模式図から、フィラーワイヤー無しの従来の
ＭＩＧ溶接法に比べて少ないパス数で溶接ができ、さら
に熱影響部の面積が狭くなっており溶接入熱が低減され
ていることもわかる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｍ
ＩＧ溶接において確実にフィラーワイヤー溶融すること
ができる。そのため溶着量の増加による高能率化や溶接
入熱の低減が可能となる。またフィラーワイヤーの冷却
効果により溶融金属の溶け落ちが減少するため姿勢溶接
における外観形状の安定化や融合不良等の欠陥を防ぐこ
とができる。さらに異なる種類のワイヤーを同時に溶融
することができるため、溶接金属の成分調整にも有効で
ある。
ＩＧ溶接において確実にフィラーワイヤー溶融すること
ができる。そのため溶着量の増加による高能率化や溶接
入熱の低減が可能となる。またフィラーワイヤーの冷却
効果により溶融金属の溶け落ちが減少するため姿勢溶接
における外観形状の安定化や融合不良等の欠陥を防ぐこ
とができる。さらに異なる種類のワイヤーを同時に溶融
することができるため、溶接金属の成分調整にも有効で
ある。
【図１】振動する消耗電極を用いたワイヤー添加型ＭＩ
Ｇ溶接法の模式図である。
Ｇ溶接法の模式図である。
【図２】消耗電極１周期内のフィラーワイヤー送給量を
示す図である。
示す図である。
【図３】消耗電極の振動数及びフィラーワイヤー送給量
を変化させた場合の溶接性を示す図である。
を変化させた場合の溶接性を示す図である。
【図４】消耗電極振動部の機械構成を示す模式図であ
る。
る。
【図５】本発明の実施例に係る縦向き溶接を示す模式図
である。
である。
【図６】本発明のワイヤー添加型ＭＩＧ溶接法による溶
接部の断面マクロ組織の模式図である。
接部の断面マクロ組織の模式図である。
【図７】従来のＭＩＧ溶接法による溶接部の断面マクロ
組織の模式図である。
組織の模式図である。
１ 消耗電極 ２ フィラーワイヤー ３ 偏心カム ４ 回転軸 ５ 開先
Claims (2)
- 【請求項１】 ＭＩＧ溶接に伴う消耗電極のアーク直下
の溶融池にフィラーワイヤーを添加する溶接法におい
て、フィラーワイヤーの送給位置に対して消耗電極の送
給位置を５〜５０Hzで揺動させることを特徴とするワイ
ヤー添加型ＭＩＧ溶接法。 - 【請求項２】 消耗電極をフィラーワイヤーの送給方向
に対して直角方向に単振動となるように揺動することを
特徴とする請求項１記載のワイヤー添加型ＭＩＧ溶接
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4534695A JPH08243747A (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | ワイヤー添加型ｍｉｇ溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4534695A JPH08243747A (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | ワイヤー添加型ｍｉｇ溶接法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08243747A true JPH08243747A (ja) | 1996-09-24 |
Family
ID=12716729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4534695A Pending JPH08243747A (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | ワイヤー添加型ｍｉｇ溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08243747A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003095135A1 (fr) * | 2002-05-13 | 2003-11-20 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Equipement et procede de soudage tig |
| JP2011036897A (ja) * | 2009-08-17 | 2011-02-24 | Daihen Corp | アーク溶接の開始方法 |
| US20130086911A1 (en) * | 2011-10-05 | 2013-04-11 | General Electric Company | Process and apparatus for overlay welding |
| JP2013139046A (ja) * | 2012-01-05 | 2013-07-18 | Sekisui Chem Co Ltd | ウィービング装置 |
-
1995
- 1995-03-06 JP JP4534695A patent/JPH08243747A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003095135A1 (fr) * | 2002-05-13 | 2003-11-20 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Equipement et procede de soudage tig |
| US7291807B2 (en) | 2002-05-13 | 2007-11-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | TIG welding equipment and TIG welding method |
| JP2011036897A (ja) * | 2009-08-17 | 2011-02-24 | Daihen Corp | アーク溶接の開始方法 |
| US20130086911A1 (en) * | 2011-10-05 | 2013-04-11 | General Electric Company | Process and apparatus for overlay welding |
| JP2013139046A (ja) * | 2012-01-05 | 2013-07-18 | Sekisui Chem Co Ltd | ウィービング装置 |
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