JPH084947B2 - エレクトロスラグ溶接装置 - Google Patents
エレクトロスラグ溶接装置Info
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- JPH084947B2 JPH084947B2 JP11522892A JP11522892A JPH084947B2 JP H084947 B2 JPH084947 B2 JP H084947B2 JP 11522892 A JP11522892 A JP 11522892A JP 11522892 A JP11522892 A JP 11522892A JP H084947 B2 JPH084947 B2 JP H084947B2
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- Japan
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- wire
- welding
- auxiliary
- groove
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は厚鋼板の突合せ立向き溶
接を行うために用いるエレクトロスラグ溶接装置に関す
るものである。
接を行うために用いるエレクトロスラグ溶接装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】エレクトロスラグ溶接法を用いて厚鋼板
の突合せ立向き溶接を行う場合の作業要領は、図３に概
要を示す如く、直立させた母材１，２間に形成される開
先３を、固定水冷板４と摺動水冷板５とで囲み、上記開
先３内に、電極ワイヤ６を送給ローラ７により非消耗ノ
ズル８を通して送り込みながら、母材１と電極ワイヤ６
との間に接続した溶接用電源９により、溶融金属１０上
に浮遊する溶融スラグ１１のプール中に通電してその抵
抗発熱によって電極ワイヤ６を溶かし込み、溶融金属１
０の凝固によって溶接金属１２を得、これにより１回の
溶接で継手１３が形成されるようにしてある。
の突合せ立向き溶接を行う場合の作業要領は、図３に概
要を示す如く、直立させた母材１，２間に形成される開
先３を、固定水冷板４と摺動水冷板５とで囲み、上記開
先３内に、電極ワイヤ６を送給ローラ７により非消耗ノ
ズル８を通して送り込みながら、母材１と電極ワイヤ６
との間に接続した溶接用電源９により、溶融金属１０上
に浮遊する溶融スラグ１１のプール中に通電してその抵
抗発熱によって電極ワイヤ６を溶かし込み、溶融金属１
０の凝固によって溶接金属１２を得、これにより１回の
溶接で継手１３が形成されるようにしてある。
【０００３】しかしながら、上記エレクトロスラグ溶接
法の場合、導電性をもつ溶融スラグの抵抗発熱を利用し
た大入熱溶接法であることから、溶接速度が遅く、又、
入熱量が大きい場合には曲げ試験で割れが生じる等、溶
接継手部に強度上の問題があると共に、広開先のために
大きい歪が生じる問題がある。
法の場合、導電性をもつ溶融スラグの抵抗発熱を利用し
た大入熱溶接法であることから、溶接速度が遅く、又、
入熱量が大きい場合には曲げ試験で割れが生じる等、溶
接継手部に強度上の問題があると共に、広開先のために
大きい歪が生じる問題がある。
【０００４】そのため、上述の問題を解決する目的で、
図４の（イ）に示す如く、母材１，２間に形成する開先
３の形状をＶ型としたり、あるいは、図４の（ロ）に示
す如く、Ｘ型として溶接する方法が開発され（特開昭５
１−９２５４５号、同５４−２９４７号等）、更に、こ
のＶ型、Ｘ型等の開先に採用するための片面摺動当金式
立向溶接装置が開発されている（特開昭５８−６８４９
６号）。
図４の（イ）に示す如く、母材１，２間に形成する開先
３の形状をＶ型としたり、あるいは、図４の（ロ）に示
す如く、Ｘ型として溶接する方法が開発され（特開昭５
１−９２５４５号、同５４−２９４７号等）、更に、こ
のＶ型、Ｘ型等の開先に採用するための片面摺動当金式
立向溶接装置が開発されている（特開昭５８−６８４９
６号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記Ｖ型又
はＸ型開先を採用してエレクトロスラグ溶接を行うと、
開先断面積が小さくなることから、溶接速度が増大して
高能率、低入熱化を或る程度図ることができるものであ
るが、開先形状の工夫だけでは改善効果に限界を来して
おり、そのため、溶接速度を更に増大化して高能率化を
図り、併せて低入熱化を図ることが要求されている。
はＸ型開先を採用してエレクトロスラグ溶接を行うと、
開先断面積が小さくなることから、溶接速度が増大して
高能率、低入熱化を或る程度図ることができるものであ
るが、開先形状の工夫だけでは改善効果に限界を来して
おり、そのため、溶接速度を更に増大化して高能率化を
図り、併せて低入熱化を図ることが要求されている。
【０００６】因に、溶接入熱量は、Ｊ＝６０・Ｅ・Ｉ／
ｖの式で与えられる。ここで、Ｊは溶接入熱量（Ｊｏｕ
ｌｅ／cm）、ｖは溶接速度（cm／min ）、Ｅは溶接電圧
（Ｖ）、Ｉは溶接電流（Ａ）である。上記溶接入熱量は
溶接電流、溶接電圧に比例し、溶接速度に反比例する。
したがって、溶接速度を速くすれば、溶接入熱量を低下
させることができ、又、溶接電流、溶接電圧を低くすれ
ば、溶接入熱量を低下させることができる。
ｖの式で与えられる。ここで、Ｊは溶接入熱量（Ｊｏｕ
ｌｅ／cm）、ｖは溶接速度（cm／min ）、Ｅは溶接電圧
（Ｖ）、Ｉは溶接電流（Ａ）である。上記溶接入熱量は
溶接電流、溶接電圧に比例し、溶接速度に反比例する。
したがって、溶接速度を速くすれば、溶接入熱量を低下
させることができ、又、溶接電流、溶接電圧を低くすれ
ば、溶接入熱量を低下させることができる。
【０００７】しかし、上記溶接電流、溶接電圧を下げる
ことは、電極ワイヤの溶融熱が低下するため、ワイヤ溶
融量が減少して溶接速度が遅くなってしまう。したがっ
て、溶接入熱量は小さくなるが、高能率化は図れない。
ことは、電極ワイヤの溶融熱が低下するため、ワイヤ溶
融量が減少して溶接速度が遅くなってしまう。したがっ
て、溶接入熱量は小さくなるが、高能率化は図れない。
【０００８】そこで、本発明は、溶接速度を更に速くす
ることに着目し、高能率化を図りつつ同時に溶接入熱量
を低下させることができるようなエレクトロスラグ溶接
装置を提供しようとするものである。
ることに着目し、高能率化を図りつつ同時に溶接入熱量
を低下させることができるようなエレクトロスラグ溶接
装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、母材間に形成され且つ固定水冷板と摺動
水冷板とで囲まれたＶ型又はＸ型の開先内に電極ワイヤ
を連続して送給し、上記母材と電極ワイヤとの間に接続
した溶接用電源により溶融スラグの抵抗発熱を利用して
上記電極ワイヤを溶融させるようにしてあるエレクトロ
スラグ溶接装置において、主ワイヤと該主ワイヤよりも
細径の補助ワイヤを所定間隔以上離して上記開先内に配
置し、且つ該各ワイヤごとに、ワイヤ送給装置と溶接用
電源とを装備させてなる構成とする。
決するために、母材間に形成され且つ固定水冷板と摺動
水冷板とで囲まれたＶ型又はＸ型の開先内に電極ワイヤ
を連続して送給し、上記母材と電極ワイヤとの間に接続
した溶接用電源により溶融スラグの抵抗発熱を利用して
上記電極ワイヤを溶融させるようにしてあるエレクトロ
スラグ溶接装置において、主ワイヤと該主ワイヤよりも
細径の補助ワイヤを所定間隔以上離して上記開先内に配
置し、且つ該各ワイヤごとに、ワイヤ送給装置と溶接用
電源とを装備させてなる構成とする。
【００１０】
【作用】開先内に主ワイヤと共に補助ワイヤを所定間隔
以上離して送給して溶融させると、補助ワイヤの送給量
分の溶融量が増加するため、溶接速度が増大させられる
結果、入熱量が低減させられる。
以上離して送給して溶融させると、補助ワイヤの送給量
分の溶融量が増加するため、溶接速度が増大させられる
結果、入熱量が低減させられる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１２】図１及び図２は本発明の一実施例を示すも
ので、直立した母材１，２間に形成され且つ固定水冷板
４と摺動水冷板５とで囲まれたＶ型の開先３内に電極ワ
イヤを連続して送給し、上記母材１（又は２）と電極ワ
イヤとの間に接続した溶接用電源により溶融スラグ１１
の抵抗発熱を利用して電極ワイヤを溶融金属１０として
溶かし込み、この溶融金属１０の凝固により得た溶接金
属１２によって継手１３を形成するようにしてある非消
耗式エレクトロスラグ溶接装置において、上記電極ワイ
ヤとして、通常径（たとえば、φ２．４mm）の主ワイヤ
６ａのほかに、該主ワイヤ６ａよりも細径（たとえば、
φ１．６mm）の補助ワイヤ６ｂを用い、それぞれをワイ
ヤ送給装置としてのワイヤ送給ローラ７ａと７ｂによっ
て別々に送給させられるようにし、且つ上記主ワイヤ６
ａの溶融スラグ１１のプール中への送給位置が開先３の
中央部の比較的広い位置へ導かれるように、主ワイヤ６
ａを通す非消耗ノズル８ａの位置を設定すると共に、上
記補助ワイヤ６ｂの溶融スラグ１１のプール中への送給
位置が開先３の狭隘部へ導かれるように、補助ワイヤ６
ｂを通す消耗ノズル８ｂの位置を設定し、両ワイヤ６
ａ，６ｂをバランスよく配置して両ワイヤ６ａと６ｂが
接触しないようにする。因に、主ワイヤ６ａと補助ワイ
ヤ６ｂの間隔は、１０〜１５mmは必要である。更に、上
記母材１（又は２）と主ワイヤ６ａとの間及び母材１
（又は２）と補助ワイヤ６ｂの間に、溶接用電源９ａ及
び９ｂをそれぞれ接続した構成とする。
ので、直立した母材１，２間に形成され且つ固定水冷板
４と摺動水冷板５とで囲まれたＶ型の開先３内に電極ワ
イヤを連続して送給し、上記母材１（又は２）と電極ワ
イヤとの間に接続した溶接用電源により溶融スラグ１１
の抵抗発熱を利用して電極ワイヤを溶融金属１０として
溶かし込み、この溶融金属１０の凝固により得た溶接金
属１２によって継手１３を形成するようにしてある非消
耗式エレクトロスラグ溶接装置において、上記電極ワイ
ヤとして、通常径（たとえば、φ２．４mm）の主ワイヤ
６ａのほかに、該主ワイヤ６ａよりも細径（たとえば、
φ１．６mm）の補助ワイヤ６ｂを用い、それぞれをワイ
ヤ送給装置としてのワイヤ送給ローラ７ａと７ｂによっ
て別々に送給させられるようにし、且つ上記主ワイヤ６
ａの溶融スラグ１１のプール中への送給位置が開先３の
中央部の比較的広い位置へ導かれるように、主ワイヤ６
ａを通す非消耗ノズル８ａの位置を設定すると共に、上
記補助ワイヤ６ｂの溶融スラグ１１のプール中への送給
位置が開先３の狭隘部へ導かれるように、補助ワイヤ６
ｂを通す消耗ノズル８ｂの位置を設定し、両ワイヤ６
ａ，６ｂをバランスよく配置して両ワイヤ６ａと６ｂが
接触しないようにする。因に、主ワイヤ６ａと補助ワイ
ヤ６ｂの間隔は、１０〜１５mmは必要である。更に、上
記母材１（又は２）と主ワイヤ６ａとの間及び母材１
（又は２）と補助ワイヤ６ｂの間に、溶接用電源９ａ及
び９ｂをそれぞれ接続した構成とする。
【００１３】上記構成としたエレクトロスラグ溶接装置
を用いて、図１に示す如く、主ワイヤ６ａと補助ワイヤ
６ｂを溶融スラグ１１のプール中に送給することにより
母材１，２の溶接を行うと、補助ワイヤ６ｂを送給した
ことによって溶接速度が増大し、溶接入熱量を減少させ
ることができる。
を用いて、図１に示す如く、主ワイヤ６ａと補助ワイヤ
６ｂを溶融スラグ１１のプール中に送給することにより
母材１，２の溶接を行うと、補助ワイヤ６ｂを送給した
ことによって溶接速度が増大し、溶接入熱量を減少させ
ることができる。
【００１４】詳述すると、上記補助ワイヤ６ｂは溶接電
源９ｂによって通電を行うホットワイヤであるが、たと
えば、通電を行わないコールドワイヤを用いた場合に
は、溶接入熱量を表すＪ＝６０・Ｅ・Ｉ／ｖの式におい
て、分子である溶接電流、溶接電圧は不変で分母に入る
溶接速度が増大することになる。一方、補助ワイヤ６ｂ
がホットワイヤの場合には、主ワイヤ６ａによる入熱量
に補助ワイヤ６ｂによる入熱量を加えたものが全体の入
熱量となるが、この場合、溶接速度の増大効果が大きい
ので、トータルとして溶接入熱量は減少することにな
る。本発明者等の実験によると、直径２．４mmの主ワイ
ヤを用い、電流５００Ａ、電圧４８Ｖの条件で溶接し、
同時に、補助ワイヤとして直径１．６mmのワイヤを用
い、電流１７０Ａ、電圧２８Ｖの条件で溶接した結果、
溶接速度は２．０cm／min であった。これは、主ワイヤ
１本のみで行う場合の溶接速度１．４cm／min よりも増
大が図れていることがわかった。上記溶接速度の増大は
溶接時間の短縮を意味するので、溶接入熱量の低減は溶
接部の強度確保上重要な作用をなす。因に、コールドワ
イヤの場合も、上記した如く、溶接入熱量を低減できる
が、コールドワイヤは通電を行わない分だけ溶融に時間
が掛かるので、より溶融量が得られるホットワイヤの方
が好ましい。
源９ｂによって通電を行うホットワイヤであるが、たと
えば、通電を行わないコールドワイヤを用いた場合に
は、溶接入熱量を表すＪ＝６０・Ｅ・Ｉ／ｖの式におい
て、分子である溶接電流、溶接電圧は不変で分母に入る
溶接速度が増大することになる。一方、補助ワイヤ６ｂ
がホットワイヤの場合には、主ワイヤ６ａによる入熱量
に補助ワイヤ６ｂによる入熱量を加えたものが全体の入
熱量となるが、この場合、溶接速度の増大効果が大きい
ので、トータルとして溶接入熱量は減少することにな
る。本発明者等の実験によると、直径２．４mmの主ワイ
ヤを用い、電流５００Ａ、電圧４８Ｖの条件で溶接し、
同時に、補助ワイヤとして直径１．６mmのワイヤを用
い、電流１７０Ａ、電圧２８Ｖの条件で溶接した結果、
溶接速度は２．０cm／min であった。これは、主ワイヤ
１本のみで行う場合の溶接速度１．４cm／min よりも増
大が図れていることがわかった。上記溶接速度の増大は
溶接時間の短縮を意味するので、溶接入熱量の低減は溶
接部の強度確保上重要な作用をなす。因に、コールドワ
イヤの場合も、上記した如く、溶接入熱量を低減できる
が、コールドワイヤは通電を行わない分だけ溶融に時間
が掛かるので、より溶融量が得られるホットワイヤの方
が好ましい。
【００１５】上記において、補助ワイヤ６ｂの電流値は
溶融プールの状態により決定されるが、高電流にすると
溶融プールが沸騰状態となりプールが不安定になるの
で、たとえば、主ワイヤ６ａの電流値を４８０Ａとした
ときには、補助ワイヤ６ｂの電流値は１８０Ａ以下とす
るのが適当である。又、同電流であれば、ワイヤ径が細
いほど電流密度が大きくなり、ワイヤ溶融速度が速くな
るので、高能率化を図ることができる。更に、この場
合、細径のワイヤを選定することは、装置を小型化し取
り扱いを容易にさせる点でも有利である。なお、溶接作
業時において、低入熱化を図り過ぎると、融合不良の原
因となるが、補助ワイヤ６ｂの送給速度を調整して溶融
速度を選定すること、更に、図２に示す如く、補助ワイ
ヤ６ｂを開先３の狭隘部へ送給して主ワイヤ６ａに対す
る溶融バランスをとっていることから、溶融プールの状
態を適正に保つことができ、上記融合不良の問題をなく
すことができる。又、長尺の溶接を行う場合には、溶接
を中断してワイヤリール（図示せず）を交換することが
あるが、中断時間が長いと、溶融プールが冷えて再スタ
ートが困難になることがある。この場合でも本発明にお
いては、主ワイヤ６ａ又は補助ワイヤ６ｂのいずれか一
方からの給電が可能であるので、溶融プールの冷却を少
なくすることができ、ワイヤリールの交換作業を余裕を
もって行うことができる、という利点もある。
溶融プールの状態により決定されるが、高電流にすると
溶融プールが沸騰状態となりプールが不安定になるの
で、たとえば、主ワイヤ６ａの電流値を４８０Ａとした
ときには、補助ワイヤ６ｂの電流値は１８０Ａ以下とす
るのが適当である。又、同電流であれば、ワイヤ径が細
いほど電流密度が大きくなり、ワイヤ溶融速度が速くな
るので、高能率化を図ることができる。更に、この場
合、細径のワイヤを選定することは、装置を小型化し取
り扱いを容易にさせる点でも有利である。なお、溶接作
業時において、低入熱化を図り過ぎると、融合不良の原
因となるが、補助ワイヤ６ｂの送給速度を調整して溶融
速度を選定すること、更に、図２に示す如く、補助ワイ
ヤ６ｂを開先３の狭隘部へ送給して主ワイヤ６ａに対す
る溶融バランスをとっていることから、溶融プールの状
態を適正に保つことができ、上記融合不良の問題をなく
すことができる。又、長尺の溶接を行う場合には、溶接
を中断してワイヤリール（図示せず）を交換することが
あるが、中断時間が長いと、溶融プールが冷えて再スタ
ートが困難になることがある。この場合でも本発明にお
いては、主ワイヤ６ａ又は補助ワイヤ６ｂのいずれか一
方からの給電が可能であるので、溶融プールの冷却を少
なくすることができ、ワイヤリールの交換作業を余裕を
もって行うことができる、という利点もある。
【００１６】なお、上記実施例では、Ｖ型の開先への採
用例を示したが、Ｘ型の開先に対しても採用し得るこ
と、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種
々変更を加え得ることは勿論である。
用例を示したが、Ｘ型の開先に対しても採用し得るこ
と、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種
々変更を加え得ることは勿論である。
【００１７】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明のエレクトロス
ラグ溶接装置によれば、主ワイヤのほかに、該主ワイヤ
よりも細径の補助ワイヤを用い、該各ワイヤに対応させ
て、ワイヤ送給装置と溶接用電源を装備させた構成を有
するので、次の如き優れた効果を発揮する。 (1) 溶融スラグのプール中へ主ワイヤと共に補助ワイヤ
をホットワイヤとして送給できるため、補助ワイヤの送
給量分の溶融量を増加できて溶接速度を増大でき、これ
に伴い、溶接入熱量を減少させることができて、溶接継
手の強度を向上することができる。 (2) 補助ワイヤの送給速度を調整することにより、溶融
プールの状態を適正に保つことができて融合不良を防止
することができる。 (3) 補助ワイヤとして細径のものを使用するため、取り
扱いが容易であると共に装置の大型化を防止でき、操作
人員を増やすことなく作業を行うことができる。 (4) 主ワイヤと補助ワイヤのどちらか一方は給電状態を
維持できるので、溶接作業を一旦中断するような場合で
も、再スタートが困難になるほどスラグプールを冷却し
てしまうような事態の発生を防止することができる。
ラグ溶接装置によれば、主ワイヤのほかに、該主ワイヤ
よりも細径の補助ワイヤを用い、該各ワイヤに対応させ
て、ワイヤ送給装置と溶接用電源を装備させた構成を有
するので、次の如き優れた効果を発揮する。 (1) 溶融スラグのプール中へ主ワイヤと共に補助ワイヤ
をホットワイヤとして送給できるため、補助ワイヤの送
給量分の溶融量を増加できて溶接速度を増大でき、これ
に伴い、溶接入熱量を減少させることができて、溶接継
手の強度を向上することができる。 (2) 補助ワイヤの送給速度を調整することにより、溶融
プールの状態を適正に保つことができて融合不良を防止
することができる。 (3) 補助ワイヤとして細径のものを使用するため、取り
扱いが容易であると共に装置の大型化を防止でき、操作
人員を増やすことなく作業を行うことができる。 (4) 主ワイヤと補助ワイヤのどちらか一方は給電状態を
維持できるので、溶接作業を一旦中断するような場合で
も、再スタートが困難になるほどスラグプールを冷却し
てしまうような事態の発生を防止することができる。
【図１】本発明のエレクトロスラグ溶接装置の一実施例
を示す概要図である。
を示す概要図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】エレクトロスラグ溶接法による溶接作業要領を
示す概要図である。
示す概要図である。
【図４】開先形状の例を示すもので、（イ）はＶ型開先
を、（ロ）はＸ型開先を示す図である。
を、（ロ）はＸ型開先を示す図である。
１，２ 母材 ３ 開先 ４ 固定水冷板 ５ 摺動水冷板 ６ａ 主ワイヤ ６ｂ 補助ワイヤ ７ａ，７ｂ ワイヤ送給ローラ（ワイヤ送給装置） ９ａ，９ｂ 溶接用電源 １０ 溶融金属 １１ 溶融スラグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大江 清高 福岡県北九州市戸畑区大字中原46番地の59 新日本製鐵株式会社内 (72)発明者 久野 力 福岡県北九州市戸畑区大字中原46番地の59 新日本製鐵株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−127448（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−50293（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 母材間に形成され且つ固定水冷板と摺動
水冷板とで囲まれたＶ型又はＸ型の開先内に電極ワイヤ
を連続して送給し、上記母材と電極ワイヤとの間に接続
した溶接用電源により溶融スラグの抵抗発熱を利用して
上記電極ワイヤを溶融させるようにしてあるエレクトロ
スラグ溶接装置において、主ワイヤと該主ワイヤよりも
細径の補助ワイヤを所定間隔以上離して上記開先内に配
置し、且つ該各ワイヤごとに、ワイヤ送給装置と溶接用
電源とを装備させてなることを特徴とするエレクトロス
ラグ溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11522892A JPH084947B2 (ja) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | エレクトロスラグ溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11522892A JPH084947B2 (ja) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | エレクトロスラグ溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0623573A JPH0623573A (ja) | 1994-02-01 |
| JPH084947B2 true JPH084947B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=14657526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11522892A Expired - Fee Related JPH084947B2 (ja) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | エレクトロスラグ溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH084947B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004060304B4 (de) | 2004-12-15 | 2010-01-14 | Stabilus Gmbh | Kolbenzylindereinheit und Verfahren zum Herstellen einer Kolbenzylindereinheit |
| JP6152203B1 (ja) * | 2016-07-01 | 2017-06-21 | 川田工業株式会社 | エレクトロスラグ溶接方法、大型構造物の製造方法および四面ボックス柱の製造方法 |
-
1992
- 1992-04-09 JP JP11522892A patent/JPH084947B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0623573A (ja) | 1994-02-01 |
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