JPH0825052A - パイプライン固定管のプラズマキーホール溶接方法 - Google Patents

パイプライン固定管のプラズマキーホール溶接方法

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Publication number
JPH0825052A
JPH0825052A JP15902294A JP15902294A JPH0825052A JP H0825052 A JPH0825052 A JP H0825052A JP 15902294 A JP15902294 A JP 15902294A JP 15902294 A JP15902294 A JP 15902294A JP H0825052 A JPH0825052 A JP H0825052A
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JP
Japan
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gas
welding
fixed pipe
back shield
welding method
Prior art date
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Pending
Application number
JP15902294A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsunori Komori
光徳 小森
Yasushi Yamamoto
靖 山本
Shinya Suezawa
伸也 末澤
Fumito Yoshino
文人 芳野
Noriaki Okubo
典昭 大久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHINKO PLANT KENSETSU KK
Kobe Steel Ltd
Osaka Gas Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Toho Gas Co Ltd
Original Assignee
SHINKO PLANT KENSETSU KK
Kobe Steel Ltd
Osaka Gas Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Toho Gas Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 バックシールドを用いるパイプライン固定管
のプラズマキーホール溶接方法の提供。 【構成】 不活性ガスとO2及び/又はCO2ガスとの混
合ガスをバックシールドガスとして供給する。不活性ガ
スとO2との混合ガスの場合には、O2ガスの配合量はバ
ックシールドガス全体の2乃至10体積%とし、不活性
ガスとCO2との混合ガスである場合には、CO2ガスの
混合量はバックシールドガス全体の5乃至30体積%で
ある。また不活性ガスとO2及びCO2との混合ガスの場
合にはO2ガスの配合量は全体の2乃至5体積%であ
り、CO2ガスの配合量は全体の5乃至20体積%であ
る。これにより、高品質の裏波ビードの形成ができ、厚
肉の被溶接材料でも安定な溶接が可能となり、適正溶接
領域を拡大できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はパイプライン固定管をプ
ラズマキーホール溶接により全姿勢溶接する際の溶融プ
ールの保護を図ったパイプライン固定管のプラズマキー
ホール溶接方法に関する。
【0002】
【従来の技術及びその問題点】従来、プラズマ溶接方法
と並ぶ非消耗電極式溶接方法であるTIG溶接方法にお
いては、ルートパス溶接を行う場合に、材質が炭素鋼の
ときは、一般的に、不活性ガスの供給による裏面のガス
保護は行っていない。
【0003】一方、プラズマキーホール溶接によりパイ
プを円周溶接しようとすると、プラズマアークによって
このパイプを板厚方向に貫通させながら溶接するため、
裏面側に形成されるキーホールの形状が溶接品質上極め
て重要となる。また、キーホール溶接であるため、溶融
プールが裏面側(パイプ内側)に露出し、裏面側の雰囲
気の影響を受ける。
【0004】プラズマキーホール溶接においては、表面
側のガスシールドはなされているものの、裏面側につい
てはガス保護がなされていない場合が多く、この点で、
裏波ビードの形状、厚肉パイプの溶接及び溶接の安定化
等に対する改善の余地があった。
【0005】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、プラズマキーホール溶接においてバックシ
ールドを行うことにより、高品質の裏波ビードを形成す
ることができると共に、厚肉の被溶接材でも安定して溶
接することができるパイプライン固定管のプラズマキー
ホール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】本発明に係るパイプライ
ン固定管のプラズマキーホール溶接方法は、パイプライ
ン固定管をプラズマキーホール溶接する方法において、
Arガス等の不活性ガスとO2及び/又はCO2ガスとの
混合ガスをバックシールドガスとして供給することを特
徴とする。
【0007】
【作用】本発明においては、例えば不活性ガスとしてA
rを使用し、被溶接材の裏面又はパイプライン固定管の
内部に、ArとO2との混合ガス、ArとCO2との混合
ガス、又はArとO2及びCO2ガスとの混合ガスを供給
してシールドする。これにより、安定してプラズマキー
ホール溶接できるようになり、より厚肉の被溶接材又は
パイプの溶接が可能である。また、裏波ビードの形状も
良好なものとなる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例について、添付の図面
を参照して説明する。プラズマキーホール溶接等の非消
耗電極式溶接方法において、溶接トーチが配設される被
溶接材の表面側には、Arガス又はHeガス等の不活性
ガスのシールが施されている。従って、炭素鋼からなる
パイプライン固定管のプラズマキーホール溶接時に、そ
の内部をシールしようとすると、即ち、バックシールド
しようとすると、パイプ内部にArガス等の不活性ガス
を供給することが先ず考えられる。
【0009】このように、Arガスでバックシールドす
ることにより、バックシールドを行わない場合と比較し
て、以下の3点について効果がある。 (1)裏面のキーホール部周囲に酸化スラグの形成が全
くないので、溶接により形成される裏ビードは、ほぼ表
面張力通り、凹凸がない均一な形状にて形成されてい
る。 (2)図1(a)に示すように、裏面のバックシールド
を行わない従来の場合は、酸化スラグがキーホール周囲
と裏波ビード周囲に多く形成することから、母材と裏波
ビードとの境界にアンダーカットなる有害なへこみが発
生しやすい。しかし、バックシールドを行うことによ
り、図1(b)に示すように、アンダーカットの発生を
抑制して凹凸がないビード表面を得ることができる。 (3)酸化スラグ等のキーホール溶接の妨害要因が殆ど
ないため、同一溶接速度の場合は溶接電流を5%〜10
%低減することが可能となり、また形成される溶融プー
ルも小さくすることが可能となる。
【0010】図2はこの適正溶接ラインを不活性ガスに
よるバックシールドありの場合となしの場合とで比較し
て示す。
【0011】しかし、溶融ビード裏面に完全に酸化スラ
グが無いため、逆に裏波保持力が低下してしまい、溶接
可能領域が狭くなってしまうという不利益が生じた。こ
れは、従来のように、バックシールドしない場合には、
裏面に形成される酸化スラグが溶融金属を保持する作用
を有していたが、不活性ガス100%でバックシールド
すると、良好な裏面ビードを形成することができるもの
の、ビード形成時は表面張力による溶融金属の保持力の
みが主体であるためであると考えられる。このように、
溶融金属の保持力が低下すると、裏波形成の冷却時に、
若干の不安定状態が続くことになる。
【0012】本願発明者等は、バックシールドガスとし
て、Arガスに、酸素(O2)ガス又は炭酸(CO2)ガ
スを混合したものを使用することにより、ビード裏面に
酸化スラグを制御された状態で適正量形成し、バックシ
ールドによりビード裏面を外界から保護すると共に、適
正な量の酸化スラグを生成することによりその裏波ビー
ドの保持力及び表面張力を増大させ、裏波ビード形成時
の不安定状態を解消することができることを見い出し、
本発明を完成させたものである。
【0013】このバックシールドガスの好ましい組み合
わせ及びその適正配合割合を以下に示す。 (A)酸素2%〜10%;残りアルゴン又はヘリウム (B)二酸化炭素5%〜30%;残りアルゴン又はヘリ
ウム (C)酸素2%〜5%、二酸化炭素5%〜20%;残り
アルゴン又はヘリウム 図3は不活性ガス100%の場合と、不活性ガスに酸素
又は二酸化炭素という活性ガスを添加した場合の適正溶
接領域を比較して示す。この図3に示すように、溶接速
度と溶接電流との関係で示される適正溶接領域は、Ar
ガスのみの場合を右上がりハッチングで示し、Arガス
に酸化性ガスを添加した場合を左上がりハッチングにて
示すように、Arガスのみの場合は適正溶接領域が狭い
のに対し、Arガスに酸化性ガスを添加することによ
り、適正溶接領域が著しく拡大される。
【0014】一方、バックシールドを行うと、溶融金属
の保持力が低下するため、裏波ビードの余盛り高さが、
バックシールドを行わない場合と比較して高くなる傾向
がある。そこで、図4に示すように、開先部の裏波形成
サイドに、予め面取りをC0.5mm〜C2.0mmだ
けとることが好ましい。通常、裏波形状が形成されると
きは真下方向に力が加わっているため、裏波は出すぎて
しまう。しかし、図4に示すように、面取りを行ってい
ると、裏波が出た瞬間、溶融プールは面取りの斜面に沿
って横方向に広がろうとし、結果的にビード幅を太くす
ることができる。従って、図5(a)の裏面に面取りを
行っていない場合と比較して、図5(b)に示すよう
に、裏面に面取りを行うことにより、裏波ビードを広げ
ることができ、これにより、裏波ビードと母材との接触
を良好にすることができる。即ち、ビード幅が太くなっ
た分、ビード高さを低く抑えることが可能となり、その
形状効果から表面張力及び冷却効果も増大する。これに
より、バックシールドを行っても裏波ビードの余盛り高
さを低く抑制することができる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バックシールドガスとして、不活性ガスに酸化性ガスを
混合したものを使用するので、被溶接材の裏面の酸化性
雰囲気を制御することができ、適正な量の酸化性スラグ
を生成して溶融プールの保持力及び表面張力を確保する
と共に、この酸化性スラグは制御された適正な量である
ので、安定して溶接できる適正溶接領域(溶接速度、溶
接電流)が拡大される。
【図面の簡単な説明】
【図1】裏面のバックシールドの効果を説明する図であ
る。
【図2】バックシールドによる適正溶接電流値の低下を
説明するグラフ図である。
【図3】バックシールドガスの種類による適正溶接領域
(溶接速度、溶接電流)の広さを比較して示すグラフ図
である。
【図4】開先形状を示す図である。
【図5】開先エッジに面取りした場合の裏面ビード形状
を面取りしない場合と比較して示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591278666 神鋼プラント建設株式会社 兵庫県神戸市灘区岩屋北町4丁目5番22号 (72)発明者 小森 光徳 神奈川県横浜市瀬谷区宮沢町1144−3 (72)発明者 山本 靖 愛知県名古屋市熱田区桜田町19番18号 東 邦瓦斯株式会社供給管理部導管技術センタ ー内 (72)発明者 末澤 伸也 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 芳野 文人 神奈川県藤沢市宮前字裏河内100番1 株 式会社神戸製鋼所藤沢事業所内 (72)発明者 大久保 典昭 兵庫県神戸市灘区岩屋北町4丁目5番22号 神鋼プラント建設株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パイプライン固定管をプラズマキーホー
    ル溶接する方法において、不活性ガスと、O2及び/又
    はCO2ガスとの混合ガスをバックシールドガスとして
    供給することを特徴とするパイプライン固定管のプラズ
    マキーホール溶接方法。
  2. 【請求項2】 前記バックシールドガスは、不活性ガス
    とO2との混合ガスであり、前記O2ガスの配合量はバッ
    クシールドガス全体の2乃至10体積%であることを特
    徴とする請求項1に記載のパイプライン固定管のプラズ
    マキーホール溶接方法。
  3. 【請求項3】 前記バックシールドガスは、不活性ガス
    とCO2との混合ガスであり、前記CO2ガスの配合量は
    バックシールドガス全体の5乃至30体積%であること
    を特徴とする請求項1に記載のパイプライン固定管のプ
    ラズマキーホール溶接方法。
  4. 【請求項4】 前記バックシールドガスは、不活性ガス
    とO2とCO2との混合ガスであり、前記O2ガスの配合
    量はバックシールドガス全体の2乃至5体積%であり、
    前記CO2ガスの配合量はバックシールドガス全体の5
    乃至20体積%であることを特徴とする請求項1に記載
    のパイプライン固定管のプラズマキーホール溶接方法。
  5. 【請求項5】 バックシールドガスを供給する側の開先
    形状にC0.5〜C3.0の面取りを設けることを特徴
    とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のパイプラ
    イン固定管のプラズマキーホール溶接方法。
  6. 【請求項6】 前記不活性ガスはArガスであることを
    特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のパイ
    プライン固定管のプラズマキーホール溶接方法。
JP15902294A 1994-07-11 1994-07-11 パイプライン固定管のプラズマキーホール溶接方法 Pending JPH0825052A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023119809A (ja) * 2022-02-17 2023-08-29 株式会社新来島どっく Co2溶接に先んじるプラズマ溶接を併用する管接合溶接方法及びこの方法により溶接された接合管

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023119809A (ja) * 2022-02-17 2023-08-29 株式会社新来島どっく Co2溶接に先んじるプラズマ溶接を併用する管接合溶接方法及びこの方法により溶接された接合管

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