JPH0839243A - バックシールド溶接方法 - Google Patents
バックシールド溶接方法Info
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- JPH0839243A JPH0839243A JP17800494A JP17800494A JPH0839243A JP H0839243 A JPH0839243 A JP H0839243A JP 17800494 A JP17800494 A JP 17800494A JP 17800494 A JP17800494 A JP 17800494A JP H0839243 A JPH0839243 A JP H0839243A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プラズマキーホール溶接等の高エネルギービ
ームを用いた溶接方法において、厚肉の被溶接材を１パ
スで溶接することができるバックシールド溶接方法を提
供する。 【構成】 例えばプラズマキーホール溶接において、１
対の被溶接材１の開先裏面側に、２０体積％以下の可燃
性ガスを含有し残部が不活性ガスからなるバックシール
ドガス９を供給する。
ームを用いた溶接方法において、厚肉の被溶接材を１パ
スで溶接することができるバックシールド溶接方法を提
供する。 【構成】 例えばプラズマキーホール溶接において、１
対の被溶接材１の開先裏面側に、２０体積％以下の可燃
性ガスを含有し残部が不活性ガスからなるバックシール
ドガス９を供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマキーホール溶
接のような高エネルギービームを用いた溶接方法に関
し、特に被溶接材の開先裏面側にバックシールドガス
（裏面保護ガス）を供給して溶接するバックシールド溶
接方法に関する。
接のような高エネルギービームを用いた溶接方法に関
し、特に被溶接材の開先裏面側にバックシールドガス
（裏面保護ガス）を供給して溶接するバックシールド溶
接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマキーホール溶接は、シールドガ
ス流に囲まれて外気から保護された状態でその中心にプ
ラズマガス流を供給し、更に非消耗電極（タングステン
電極）と被溶接材との間に高周波電圧を印加してプラズ
マアークを生起させ、この高温高速で噴出しているプラ
ズマアークにより被溶接材を局部的に溶融させて前記被
溶接材をその厚さ方向に貫通するキーホールを形成し、
プラズマアークを溶接線に沿って移動させて溶接を完了
する溶接方法である。このプラズマキーホール溶接は、
Ｉ形開先を１パスで溶接することができるため、高能率
の溶接方法の一種として実用化されている。
ス流に囲まれて外気から保護された状態でその中心にプ
ラズマガス流を供給し、更に非消耗電極（タングステン
電極）と被溶接材との間に高周波電圧を印加してプラズ
マアークを生起させ、この高温高速で噴出しているプラ
ズマアークにより被溶接材を局部的に溶融させて前記被
溶接材をその厚さ方向に貫通するキーホールを形成し、
プラズマアークを溶接線に沿って移動させて溶接を完了
する溶接方法である。このプラズマキーホール溶接は、
Ｉ形開先を１パスで溶接することができるため、高能率
の溶接方法の一種として実用化されている。
【０００３】ところで、プラズマキーホール溶接は、上
述の如くプラズマアークを被溶接材の厚さ方向に貫通さ
せながら溶接する方法であるため、溶接品質が開先裏面
側の雰囲気の影響を受ける。このため、プラズマキーホ
ール溶接においては、バックシールドガスとして開先裏
面側にアルゴンガス等の不活性ガスを供給しつつ溶接す
ることもある。
述の如くプラズマアークを被溶接材の厚さ方向に貫通さ
せながら溶接する方法であるため、溶接品質が開先裏面
側の雰囲気の影響を受ける。このため、プラズマキーホ
ール溶接においては、バックシールドガスとして開先裏
面側にアルゴンガス等の不活性ガスを供給しつつ溶接す
ることもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プラズマキーホール溶接方法においては、被溶接材の厚
さが約６ｍｍまでが実用域の限界であり、厚さが約１０
ｍｍ以上の被溶接材に適用することが極めて困難である
という問題点がある。
プラズマキーホール溶接方法においては、被溶接材の厚
さが約６ｍｍまでが実用域の限界であり、厚さが約１０
ｍｍ以上の被溶接材に適用することが極めて困難である
という問題点がある。
【０００５】図４はプラズマキーホール溶接方法を示す
模式図である。プラズマトーチ５からは、プラズマアー
ク７が噴射されると共に、このプラズマアーク７の周囲
にシールドガス８が供給される。この図４に示すよう
に、被溶接材１の厚さが厚い場合は、プラズマアーク７
は被溶接材１の表面側で急激に熱を吸収され、被溶接材
１を貫通していく途中で急激に減衰する。被溶接材１の
表面側でのプラズマアーク１の直径をＤとすると、裏面
側に到達するまでにプラズマアーク１の直径ｄは元の直
径Ｄの約１／３〜１／５に減衰してしまう。このため、
被溶接材１の厚さが厚い場合は、キーホールの形成が困
難になる。この場合に、プラズマアーク電流を増大する
ことが考えられるが、プラズマアーク電流を増大して
も、電流増大分に比例してキーホール深さが深くなるわ
けではなく、逆に溶融プール１０が肥大化し過剰入熱に
なってしまう。即ち、従来のプラズマキーホール溶接方
法においては、被溶接材の厚さが厚くなるほど溶接条件
の適正範囲が狭くなり、被溶接材の厚さが１０ｍｍ以上
の場合は前述の如くプラズマキーホール溶接が極めて困
難になってしまう。
模式図である。プラズマトーチ５からは、プラズマアー
ク７が噴射されると共に、このプラズマアーク７の周囲
にシールドガス８が供給される。この図４に示すよう
に、被溶接材１の厚さが厚い場合は、プラズマアーク７
は被溶接材１の表面側で急激に熱を吸収され、被溶接材
１を貫通していく途中で急激に減衰する。被溶接材１の
表面側でのプラズマアーク１の直径をＤとすると、裏面
側に到達するまでにプラズマアーク１の直径ｄは元の直
径Ｄの約１／３〜１／５に減衰してしまう。このため、
被溶接材１の厚さが厚い場合は、キーホールの形成が困
難になる。この場合に、プラズマアーク電流を増大する
ことが考えられるが、プラズマアーク電流を増大して
も、電流増大分に比例してキーホール深さが深くなるわ
けではなく、逆に溶融プール１０が肥大化し過剰入熱に
なってしまう。即ち、従来のプラズマキーホール溶接方
法においては、被溶接材の厚さが厚くなるほど溶接条件
の適正範囲が狭くなり、被溶接材の厚さが１０ｍｍ以上
の場合は前述の如くプラズマキーホール溶接が極めて困
難になってしまう。
【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、厚さが１０ｍｍを超える被溶接材を１パス
で容易に溶接することができるバックシールド溶接方法
を提供することを目的とする。
のであって、厚さが１０ｍｍを超える被溶接材を１パス
で容易に溶接することができるバックシールド溶接方法
を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るバックシー
ルド溶接方法は、被溶接材の開先裏面側にバックシール
ドガスを供給しつつ溶接するバックシールド溶接方法に
おいて、前記バックシールドガスとして、可燃性ガスと
不活性ガスとの混合ガスを使用することを特徴とする。
ルド溶接方法は、被溶接材の開先裏面側にバックシール
ドガスを供給しつつ溶接するバックシールド溶接方法に
おいて、前記バックシールドガスとして、可燃性ガスと
不活性ガスとの混合ガスを使用することを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明においては、被溶接材の開先裏面側をシ
ールドするバックシールドガスとして、不活性ガスと可
燃性ガスとの混合ガスを使用する。このバックシールド
ガスを被溶接材の裏面側に供給しつつ例えばプラズマキ
ーホール溶接を実施すると、被溶接材の裏面側に貫通し
ようとするプラズマアークと前記バックシールドガスと
が被溶接材の裏面近傍で接触し、バックシールドガス中
の可燃性ガスがプラズマアークにより燃焼してその近傍
の温度が上昇する。これにより、プラズマアークの減衰
を抑制することができて、例えば被溶接材の厚さが１０
ｍｍ以上の場合であっても、プラズマアークを被溶接材
に容易に貫通させることが可能になる。また、本発明に
おいては、プラズマアークと可燃性ガスとの反応により
発生する熱量を利用するため、従来に比して、溶接速度
を速くすることができ、溶接効率が向上するという利点
もある。
ールドするバックシールドガスとして、不活性ガスと可
燃性ガスとの混合ガスを使用する。このバックシールド
ガスを被溶接材の裏面側に供給しつつ例えばプラズマキ
ーホール溶接を実施すると、被溶接材の裏面側に貫通し
ようとするプラズマアークと前記バックシールドガスと
が被溶接材の裏面近傍で接触し、バックシールドガス中
の可燃性ガスがプラズマアークにより燃焼してその近傍
の温度が上昇する。これにより、プラズマアークの減衰
を抑制することができて、例えば被溶接材の厚さが１０
ｍｍ以上の場合であっても、プラズマアークを被溶接材
に容易に貫通させることが可能になる。また、本発明に
おいては、プラズマアークと可燃性ガスとの反応により
発生する熱量を利用するため、従来に比して、溶接速度
を速くすることができ、溶接効率が向上するという利点
もある。
【０００９】バックシールドガス中の可燃性ガス含有率
が２０体積％を超えると、プラズマアークとの接触によ
り可燃性ガスが過剰燃焼するため、安全性の点から好ま
しくない。このため、バックシールドガス中の可燃性ガ
ス含有率は２０体積％以下とすることが好ましい。可燃
性ガスとしては、メタンガス（ＣＨ4 ）、プロパンガス
（ＣＨ3ＣＨ2ＣＨ3）、ブタンガス（Ｃ4Ｈ10）、アセチ
レンガス（ＨＣ≡ＣＨ）及び天然ガス等のいずれか１種
のガス又は２種以上の混合ガスを使用することができ
る。不活性ガスとしては、アルゴンガス、ヘリウム及び
窒素ガス等のいずれか１種のガス又は２種以上の混合ガ
スを使用することができる。
が２０体積％を超えると、プラズマアークとの接触によ
り可燃性ガスが過剰燃焼するため、安全性の点から好ま
しくない。このため、バックシールドガス中の可燃性ガ
ス含有率は２０体積％以下とすることが好ましい。可燃
性ガスとしては、メタンガス（ＣＨ4 ）、プロパンガス
（ＣＨ3ＣＨ2ＣＨ3）、ブタンガス（Ｃ4Ｈ10）、アセチ
レンガス（ＨＣ≡ＣＨ）及び天然ガス等のいずれか１種
のガス又は２種以上の混合ガスを使用することができ
る。不活性ガスとしては、アルゴンガス、ヘリウム及び
窒素ガス等のいずれか１種のガス又は２種以上の混合ガ
スを使用することができる。
【００１０】また、プラズマキーホール溶接において、
プラズマガスにも可燃性ガスと不活性ガスとの混合ガス
を使用し、そのガス流量を一定とし又はパルス状に変化
させることにより、より一層厚肉の被溶接材の溶接に適
用することができる。更に、非キーホール溶接の場合
に、プラズマガスとして可燃性ガスと不活性ガスとの混
合ガスを使用することにより、通常のプラズマガスを使
用する場合に比して溶融金属量を増大させることができ
るので、より一層の高能率溶接が可能になる。
プラズマガスにも可燃性ガスと不活性ガスとの混合ガス
を使用し、そのガス流量を一定とし又はパルス状に変化
させることにより、より一層厚肉の被溶接材の溶接に適
用することができる。更に、非キーホール溶接の場合
に、プラズマガスとして可燃性ガスと不活性ガスとの混
合ガスを使用することにより、通常のプラズマガスを使
用する場合に比して溶融金属量を増大させることができ
るので、より一層の高能率溶接が可能になる。
【００１１】なお、本発明によるバックキング方法は、
プラズマキーホール溶接の外に、レーザー溶接及び電子
ビーム溶接等の高エネルギービームを用いた溶接にも適
用できる。
プラズマキーホール溶接の外に、レーザー溶接及び電子
ビーム溶接等の高エネルギービームを用いた溶接にも適
用できる。
【００１２】
【実施例】次に、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。図１は本発明の第１の実施例に係
るバックシールド溶接方法を示す模式図である。裏面保
護治具２は上部が開放された箱状の部材であり、この裏
面保護治具２上に１対の被溶接材１をその接合端面を略
接触させて配置する。この裏面保護治具２にはバックシ
ールドガス供給用孔２ａ及び排出用孔２ｂが設けられて
いる。バックシールドガス供給用孔２ａにはパイプ４ａ
が接続され、圧力調整器４ｂを介してガスボンベ３から
バックシールドガス９が供給される。このバックシール
ドガス９は、可燃性ガスと不活性ガスとの混合ガスであ
り、可燃性ガスの含有率は２０体積％以下に設定されて
いる。裏面保護治具２内に供給されたバックシールドガ
ス９は、裏面保護治具２内を通り、ガス排出用孔２ｂを
介して外部に排出されるようになっている。
を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例に係
るバックシールド溶接方法を示す模式図である。裏面保
護治具２は上部が開放された箱状の部材であり、この裏
面保護治具２上に１対の被溶接材１をその接合端面を略
接触させて配置する。この裏面保護治具２にはバックシ
ールドガス供給用孔２ａ及び排出用孔２ｂが設けられて
いる。バックシールドガス供給用孔２ａにはパイプ４ａ
が接続され、圧力調整器４ｂを介してガスボンベ３から
バックシールドガス９が供給される。このバックシール
ドガス９は、可燃性ガスと不活性ガスとの混合ガスであ
り、可燃性ガスの含有率は２０体積％以下に設定されて
いる。裏面保護治具２内に供給されたバックシールドガ
ス９は、裏面保護治具２内を通り、ガス排出用孔２ｂを
介して外部に排出されるようになっている。
【００１３】本実施例方法においては、先ず、被溶接材
１を裏面保護治具２上にその接合端面を接触させるよう
にして配置し、被溶接材１により裏面保護治具２の上部
を略閉塞する。次に、ガスボンベ３から裏面保護治具２
の内側の空間内にバックシールドガス９を供給し、裏面
保護治具２の内側空間内の空気をバックシールドガス９
に置換する。その後、プラズマトーチ５にプラズマガス
及びシールドガス８を供給すると共に、溶接電源６から
トーチ５と被溶接材１との間に電圧を印加してプラズマ
アーク７を生起する。そして、トーチ５を溶接線に沿っ
て移動させることにより、１対の被溶接材１を溶接す
る。
１を裏面保護治具２上にその接合端面を接触させるよう
にして配置し、被溶接材１により裏面保護治具２の上部
を略閉塞する。次に、ガスボンベ３から裏面保護治具２
の内側の空間内にバックシールドガス９を供給し、裏面
保護治具２の内側空間内の空気をバックシールドガス９
に置換する。その後、プラズマトーチ５にプラズマガス
及びシールドガス８を供給すると共に、溶接電源６から
トーチ５と被溶接材１との間に電圧を印加してプラズマ
アーク７を生起する。そして、トーチ５を溶接線に沿っ
て移動させることにより、１対の被溶接材１を溶接す
る。
【００１４】図２は、本実施例方法によるプラズマアー
クを示す模式図である。プラズマアーク７は被溶接材１
をその厚さ方向に貫通するときに、従来であれば減衰が
始まる裏面側近傍の位置でバックシールドガス９と反応
し、バックシールドガス９中の可燃性ガスの燃焼により
裏面近傍の温度が上昇する。このため、プラズマアーク
７の減衰が著しく抑制され、裏面近傍におけるプラズマ
アーク７の直径ｄが従来に比して著しく拡大する。ま
た、プラズマアーク電流を増大させる必要がないので、
溶融プール１０の過剰入熱を回避できる。本実施例にお
いては、以下に示す効果を奏することができる。
クを示す模式図である。プラズマアーク７は被溶接材１
をその厚さ方向に貫通するときに、従来であれば減衰が
始まる裏面側近傍の位置でバックシールドガス９と反応
し、バックシールドガス９中の可燃性ガスの燃焼により
裏面近傍の温度が上昇する。このため、プラズマアーク
７の減衰が著しく抑制され、裏面近傍におけるプラズマ
アーク７の直径ｄが従来に比して著しく拡大する。ま
た、プラズマアーク電流を増大させる必要がないので、
溶融プール１０の過剰入熱を回避できる。本実施例にお
いては、以下に示す効果を奏することができる。
【００１５】（１）プラズマキーホール溶接する場合
に、従来に比してプラズマ溶接電流値及びプラズマガス
流量を低減できる。また、プラズマアークが安定し、従
来よりも低入熱量にて同等の溶接品質が得られる。更
に、溶接速度を速くすることができ、作業性が向上す
る。
に、従来に比してプラズマ溶接電流値及びプラズマガス
流量を低減できる。また、プラズマアークが安定し、従
来よりも低入熱量にて同等の溶接品質が得られる。更
に、溶接速度を速くすることができ、作業性が向上す
る。
【００１６】（２）プラズマアークとバックシールドガ
ス中の可燃性ガスとの反応により発生する熱エネルギー
を利用するので、溶接電源の定格出力以上の溶接と同様
の効果を得たい場合でも対応できる。
ス中の可燃性ガスとの反応により発生する熱エネルギー
を利用するので、溶接電源の定格出力以上の溶接と同様
の効果を得たい場合でも対応できる。
【００１７】（３）前記（１），（２）から、従来、キ
ーホール溶接が不可能であったより厚肉の被溶接材に対
してキーホール溶接を適用することができる。
ーホール溶接が不可能であったより厚肉の被溶接材に対
してキーホール溶接を適用することができる。
【００１８】（４）バックシールドガスにより裏面側を
保護するため、裏波形状が良好であると共に、被溶接材
とのなじみ、裏波形状及び裏波高さの調整が容易にな
る。
保護するため、裏波形状が良好であると共に、被溶接材
とのなじみ、裏波形状及び裏波高さの調整が容易にな
る。
【００１９】以下、本実施例方法により実際にプラズマ
キーホール溶接を実施した結果について、比較例と比較
して説明する。
キーホール溶接を実施した結果について、比較例と比較
して説明する。
【００２０】先ず、下記表１に示すように各溶接速度に
おいてキーホール溶接が可能な被溶接材の最大板厚を調
べた。なお、実施例においては、バックシールドガスと
して、１０体積％のＣＨ4 ガスを含有し残部がＡｒから
なる混合ガスを使用した。一方、比較例においてはバッ
クシールドガスを供給しなかった。また、被溶接材の材
質は、炭素鋼（ＳＭ４９０Ａ）である。更に、プラズマ
ガスとして、純Ａｒガス又は１０体積％のＣＨ4 を含有
し残部がＡｒからなる混合ガスを使用した。
おいてキーホール溶接が可能な被溶接材の最大板厚を調
べた。なお、実施例においては、バックシールドガスと
して、１０体積％のＣＨ4 ガスを含有し残部がＡｒから
なる混合ガスを使用した。一方、比較例においてはバッ
クシールドガスを供給しなかった。また、被溶接材の材
質は、炭素鋼（ＳＭ４９０Ａ）である。更に、プラズマ
ガスとして、純Ａｒガス又は１０体積％のＣＨ4 を含有
し残部がＡｒからなる混合ガスを使用した。
【００２１】
【表１】
【００２２】この表１から明らかなように、比較例にお
いては溶接可能な最大板厚が２０ｍｍであり、溶接速度
を２５ｃｍ／分とした場合には、溶接可能な最大板厚は
９ｍｍであった。一方、実施例においては、溶接可能な
最大板厚が２２ｍｍであり、溶接速度を２５ｍｍ／分と
した場合でも、１４ｍｍの板厚まで溶接可能であった。
また、この表１から、実施例は、比較例に比して各溶接
速度において溶接可能な範囲が広く、溶接条件の設定が
容易であることがわかる。更に、プラズマガスとしてＡ
ｒと不活性ガスとの混合ガスを使用すると、厚さが２０
ｍｍの被溶接材を２０ｃｍ／分の溶接速度で溶接するこ
とができ、作業能率が著しく向上する。
いては溶接可能な最大板厚が２０ｍｍであり、溶接速度
を２５ｃｍ／分とした場合には、溶接可能な最大板厚は
９ｍｍであった。一方、実施例においては、溶接可能な
最大板厚が２２ｍｍであり、溶接速度を２５ｍｍ／分と
した場合でも、１４ｍｍの板厚まで溶接可能であった。
また、この表１から、実施例は、比較例に比して各溶接
速度において溶接可能な範囲が広く、溶接条件の設定が
容易であることがわかる。更に、プラズマガスとしてＡ
ｒと不活性ガスとの混合ガスを使用すると、厚さが２０
ｍｍの被溶接材を２０ｃｍ／分の溶接速度で溶接するこ
とができ、作業能率が著しく向上する。
【００２３】次に、下記表２に示すプラズマガス流量に
おいてキーホール溶接が可能な被溶接材の最大板厚を調
べた。なお、実施例においては、バックシールドガスと
して、Ａｒ含有率が８５体積％、ＣＨ4 含有率が１５体
積％の混合ガスを使用した。一方、比較例においてはバ
ックシールドガスを供給しなかった。また、プラズマガ
スとして、２０体積％のＨｅを含有し残部がＡｒからな
る混合ガスを使用した。
おいてキーホール溶接が可能な被溶接材の最大板厚を調
べた。なお、実施例においては、バックシールドガスと
して、Ａｒ含有率が８５体積％、ＣＨ4 含有率が１５体
積％の混合ガスを使用した。一方、比較例においてはバ
ックシールドガスを供給しなかった。また、プラズマガ
スとして、２０体積％のＨｅを含有し残部がＡｒからな
る混合ガスを使用した。
【００２４】
【表２】
【００２５】この表２から明らかなように、比較例にお
いてはプラズマガス流量が６リットル／分以上であっても溶
接可能な最大板厚が２０ｍｍであるのに対し、実施例に
おいてはプラズマガス流量が４〜５リットル／分で厚さが２
０ｍｍの被溶接材の溶接が可能であり、プラズマガス流
量を６リットル／分以上とすることにより、厚さが２２ｍｍ
の被溶接材の溶接も可能であった。また、実施例におい
ては、比較例に比して各プラズマガス流量において溶接
可能な範囲が広く、溶接条件の設定が容易であることが
わかる。
いてはプラズマガス流量が６リットル／分以上であっても溶
接可能な最大板厚が２０ｍｍであるのに対し、実施例に
おいてはプラズマガス流量が４〜５リットル／分で厚さが２
０ｍｍの被溶接材の溶接が可能であり、プラズマガス流
量を６リットル／分以上とすることにより、厚さが２２ｍｍ
の被溶接材の溶接も可能であった。また、実施例におい
ては、比較例に比して各プラズマガス流量において溶接
可能な範囲が広く、溶接条件の設定が容易であることが
わかる。
【００２６】次に、バックシールドガス中の可燃性ガス
含有率とプラズマアーク状態及び裏波状態との関係につ
いて調べた。即ち、下記表３に示すように、可燃性ガス
の含有率が異なるバックシールドガスを使用してプラズ
マキーホール溶接を実施し、プラズマアーク状態及び裏
波状態を調べた。
含有率とプラズマアーク状態及び裏波状態との関係につ
いて調べた。即ち、下記表３に示すように、可燃性ガス
の含有率が異なるバックシールドガスを使用してプラズ
マキーホール溶接を実施し、プラズマアーク状態及び裏
波状態を調べた。
【００２７】
【表３】
【００２８】この表３から明らかなように、バックシー
ルドガス中の可燃性ガスの含有率が１０体積％以下の場
合は、プラズマアーク状態及び裏波状態はいずれも良好
であった。また、可燃性ガス含有率が１０〜２０体積％
の場合は、裏波状態の表面仕上がり状態が若干悪化した
ものの、プラズマアーク状態は良好であった。しかし、
可燃性ガスの含有率が２０体積％を超えると、プラズマ
アークが過剰燃焼した。従って、バックシールドガス中
の可燃性ガス含有率は、裏波状態及び安全性の点から、
２０体積％以下とすることが好ましい。
ルドガス中の可燃性ガスの含有率が１０体積％以下の場
合は、プラズマアーク状態及び裏波状態はいずれも良好
であった。また、可燃性ガス含有率が１０〜２０体積％
の場合は、裏波状態の表面仕上がり状態が若干悪化した
ものの、プラズマアーク状態は良好であった。しかし、
可燃性ガスの含有率が２０体積％を超えると、プラズマ
アークが過剰燃焼した。従って、バックシールドガス中
の可燃性ガス含有率は、裏波状態及び安全性の点から、
２０体積％以下とすることが好ましい。
【００２９】図３は本発明の第２の実施例に係るバック
シールド溶接方法を示す模式図である。なお、本実施例
は、管状の被溶接材のプラズマアーク溶接に適用した例
である。本実施例においては、接合すべき１対の管状の
被溶接材１１の接合端面を略接触するように配置し、一
方の被溶接材１１の接合端面と反対側の端部にバックシ
ールドガス供給用孔１２ａが設けられた栓１２を嵌合
し、他方の被溶接材１１の接合端面と反対側の端部にガ
ス排出用孔１３ａが設けられた栓１３を嵌合する。そし
て、ガスボンベ３から、圧力調整器４ｂ及びパイプ４ａ
を介して被溶接材１１の内側の空間内にバックシールド
ガス９として不活性ガスと可燃性ガスとの混合ガスを供
給し、前記空間内の空気を前記バックシールドガス９に
置換する。
シールド溶接方法を示す模式図である。なお、本実施例
は、管状の被溶接材のプラズマアーク溶接に適用した例
である。本実施例においては、接合すべき１対の管状の
被溶接材１１の接合端面を略接触するように配置し、一
方の被溶接材１１の接合端面と反対側の端部にバックシ
ールドガス供給用孔１２ａが設けられた栓１２を嵌合
し、他方の被溶接材１１の接合端面と反対側の端部にガ
ス排出用孔１３ａが設けられた栓１３を嵌合する。そし
て、ガスボンベ３から、圧力調整器４ｂ及びパイプ４ａ
を介して被溶接材１１の内側の空間内にバックシールド
ガス９として不活性ガスと可燃性ガスとの混合ガスを供
給し、前記空間内の空気を前記バックシールドガス９に
置換する。
【００３０】その後、プラズマトーチ５にプラズマガス
を供給すると共に被溶接材１１とプラズマトーチ５との
間に電圧を印加し、プラズマアークを発生させる。ま
た、このプラズマアークの周囲に、シールドガスを供給
する。
を供給すると共に被溶接材１１とプラズマトーチ５との
間に電圧を印加し、プラズマアークを発生させる。ま
た、このプラズマアークの周囲に、シールドガスを供給
する。
【００３１】そして、プラズマアーク７を被溶接材１１
の厚さ方向に貫通させつつ周方向に移動させて、１対の
被溶接材１１を溶接する。本実施例においても、第１の
実施例と同様の効果を得ることができる。
の厚さ方向に貫通させつつ周方向に移動させて、１対の
被溶接材１１を溶接する。本実施例においても、第１の
実施例と同様の効果を得ることができる。
【００３２】なお、上述した実施例においては、バック
シールドガスとしてＡｒガスとＣＨ4 との混合ガスを使
用した場合について説明したが、不活性ガスとしてはＡ
ｒガスの外にＨｅガス、Ｎ2 ガス又はこれらの混合ガス
を使用してもよく、また、可燃性ガスとしては、ＣＨ4
の外に、プロパンガス（ＣＨ3ＣＨ2ＣＨ3）、ブタンガ
ス（Ｃ4Ｈ10）、アセチレンガス（ＨＣ≡ＣＨ）若しく
は天然ガス又はこれらのガスの混合ガスを使用すること
ができる。但し、これらのガスと同様の可燃性ガスとし
てエタンガスがあるが、安全上の点からエタンガスは適
当ではない。また、不活性ガスとしてヘリウムを使用し
ても何ら効果を減じることはないが、高価であり実用的
でない。通常の溶接においては、不活性ガスとしてアル
ゴンガス、可燃性ガスとしてメタン、プロパン又は天然
ガスを使用することが取り扱い上の点から好ましい。
シールドガスとしてＡｒガスとＣＨ4 との混合ガスを使
用した場合について説明したが、不活性ガスとしてはＡ
ｒガスの外にＨｅガス、Ｎ2 ガス又はこれらの混合ガス
を使用してもよく、また、可燃性ガスとしては、ＣＨ4
の外に、プロパンガス（ＣＨ3ＣＨ2ＣＨ3）、ブタンガ
ス（Ｃ4Ｈ10）、アセチレンガス（ＨＣ≡ＣＨ）若しく
は天然ガス又はこれらのガスの混合ガスを使用すること
ができる。但し、これらのガスと同様の可燃性ガスとし
てエタンガスがあるが、安全上の点からエタンガスは適
当ではない。また、不活性ガスとしてヘリウムを使用し
ても何ら効果を減じることはないが、高価であり実用的
でない。通常の溶接においては、不活性ガスとしてアル
ゴンガス、可燃性ガスとしてメタン、プロパン又は天然
ガスを使用することが取り扱い上の点から好ましい。
【００３３】更に、不活性ガスと可燃性ガスとは予め混
合した状態でボンベに充填されていてもよく、又は個別
のボンベに充填された不活性ガスと可燃性ガスとを使用
時に混合器により混合して使用してもよい。
合した状態でボンベに充填されていてもよく、又は個別
のボンベに充填された不活性ガスと可燃性ガスとを使用
時に混合器により混合して使用してもよい。
【００３４】更にまた、被溶接材がパイプのようにその
構造上内部にガスが溜まりやすい場合は、主に安全上の
点から、内部に溶接トーチを配置して、外側に局部チャ
ンバを設け、そのチャンバ内にバックシールドガスを流
して溶接することが好ましい。
構造上内部にガスが溜まりやすい場合は、主に安全上の
点から、内部に溶接トーチを配置して、外側に局部チャ
ンバを設け、そのチャンバ内にバックシールドガスを流
して溶接することが好ましい。
【００３５】更にまた、本発明は上述したプラズマキー
ホール溶接以外にも、レーザー溶接及び電子ビーム溶接
等の高エネルギービームを使用した溶接に適用すること
ができる。
ホール溶接以外にも、レーザー溶接及び電子ビーム溶接
等の高エネルギービームを使用した溶接に適用すること
ができる。
【００３６】
【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可燃性ガスと不活性ガスとの混
合ガスを使用するから、従来、プラズマキーホール溶接
等を適用することが困難な厚肉の被溶接材に対しても、
プラズマキーホール溶接が可能になり、１パスでの溶接
が可能である。また、良好な裏波形状を得ることができ
ると共に、裏波形状及び裏波高さの調整が容易になる。
ックシールドガスとして可燃性ガスと不活性ガスとの混
合ガスを使用するから、従来、プラズマキーホール溶接
等を適用することが困難な厚肉の被溶接材に対しても、
プラズマキーホール溶接が可能になり、１パスでの溶接
が可能である。また、良好な裏波形状を得ることができ
ると共に、裏波形状及び裏波高さの調整が容易になる。
【図１】本発明の第１の実施例に係るバックシールド溶
接方法を示す模式図である。
接方法を示す模式図である。
【図２】実施例方法におけるプラズマアークを示す模式
図である。
図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係るバックシールド溶
接方法を示す模式図である。
接方法を示す模式図である。
【図４】プラズマキーホール溶接方法を示す模式図であ
る。
る。
１，１１；被溶接材 ２；裏面保護治具 ３；ガスボンベ ５；トーチ ６；溶接電源 ７；プラズマアーク ８；シールドガス ９；バックシールドガス １０；溶融プール
Claims (6)
- 【請求項１】 被溶接材の開先裏面側にバックシールド
ガスを供給しつつ溶接するバックシールド溶接方法にお
いて、前記バックシールドガスとして、可燃性ガスと不
活性ガスとの混合ガスを使用することを特徴とするバッ
クシールド溶接方法。 - 【請求項２】 前記バックシールドガス中の可燃性ガス
含有率が２０体積％以下であることを特徴とする請求項
１に記載のバックシールド溶接方法。 - 【請求項３】 前記可燃性ガスは、メタンガス、プロパ
ンガス、ブタンガス、アセチレンガス及び天然ガスから
なる群から選択された少なくとも１種のガスであること
を特徴とする請求項１又は２に記載のバックシールド溶
接方法。 - 【請求項４】 前記不活性ガスは、アルゴンガス、ヘリ
ウムガス及び窒素ガスからなる群から選択された少なく
とも１種のガスであることを特徴とする請求項１乃至３
のいずれか１項に記載のバックシールド溶接方法。 - 【請求項５】 プラズマキーホール溶接に適用すること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のバ
ックシールド溶接方法。 - 【請求項６】 プラズマガスとして可燃性ガスと不活性
ガスとの混合ガスを使用することを特徴とする請求項５
に記載のバックシールド溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17800494A JPH0839243A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | バックシールド溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17800494A JPH0839243A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | バックシールド溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0839243A true JPH0839243A (ja) | 1996-02-13 |
Family
ID=16040877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17800494A Pending JPH0839243A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | バックシールド溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0839243A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006015393A (ja) * | 2004-07-05 | 2006-01-19 | Komatsu Sanki Kk | プラズマ切断装置 |
| CN104668777A (zh) * | 2015-03-13 | 2015-06-03 | 无锡汉神电气有限公司 | 能防止焊缝下凹的激光焊焊接装置 |
| CN105364280A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-03-02 | 江阴中南重工有限公司 | 一种塔器焊接保护装置 |
| CN105522266A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-04-27 | 云南昆船第一机械有限公司 | 一种筒体熔焊对接环缝背面气体保护装置 |
| JP2019042800A (ja) * | 2017-08-31 | 2019-03-22 | 木村化工機株式会社 | 二相ステンレス鋼のプラズマ溶接方法 |
| CN110480136A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-11-22 | 上海航天精密机械研究所 | 铝锂合金曲面纵缝变极性等离子弧焊接装置 |
-
1994
- 1994-07-29 JP JP17800494A patent/JPH0839243A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006015393A (ja) * | 2004-07-05 | 2006-01-19 | Komatsu Sanki Kk | プラズマ切断装置 |
| JP4685377B2 (ja) * | 2004-07-05 | 2011-05-18 | コマツ産機株式会社 | プラズマ切断装置 |
| CN104668777A (zh) * | 2015-03-13 | 2015-06-03 | 无锡汉神电气有限公司 | 能防止焊缝下凹的激光焊焊接装置 |
| CN105364280A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-03-02 | 江阴中南重工有限公司 | 一种塔器焊接保护装置 |
| CN105522266A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-04-27 | 云南昆船第一机械有限公司 | 一种筒体熔焊对接环缝背面气体保护装置 |
| JP2019042800A (ja) * | 2017-08-31 | 2019-03-22 | 木村化工機株式会社 | 二相ステンレス鋼のプラズマ溶接方法 |
| CN110480136A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-11-22 | 上海航天精密机械研究所 | 铝锂合金曲面纵缝变极性等离子弧焊接装置 |
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