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Info
- 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
- Prior art keywords
- gas
- welding
- fixed pipe
- back shield
- welding method
- Prior art date
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- Pending
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- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
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。
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
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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１】裏面のバックシールドの効果を説明する図であ
る。
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。
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。
（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。
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)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15902294A JPH0825052A (ja) | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15902294A JPH0825052A (ja) | 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 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0825052A true JPH0825052A (ja) | 1996-01-30 |
Family
ID=15684550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15902294A Pending JPH0825052A (ja) | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0825052A (ja) |
Cited By (1)
| 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 |
-
1994
- 1994-07-11 JP JP15902294A patent/JPH0825052A/ja active Pending
Cited By (1)
| 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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