JPH09314334A - 高速ガスシールドアーク溶接装置および溶接方法 - Google Patents
高速ガスシールドアーク溶接装置および溶接方法Info
- Publication number
- JPH09314334A JPH09314334A JP15190396A JP15190396A JPH09314334A JP H09314334 A JPH09314334 A JP H09314334A JP 15190396 A JP15190396 A JP 15190396A JP 15190396 A JP15190396 A JP 15190396A JP H09314334 A JPH09314334 A JP H09314334A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- wire
- wires
- torch
- arc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速すみ肉溶接や、狭隘部へのすみ肉溶接を
行なうための２電極高速ガスシールドアーク溶接装置お
よび方法を提供する。 【解決手段】 溶接ワイヤを消耗電極とする２トーチ４
ワイヤのガスシールドアーク溶接装置において、同一ト
ーチ内で第１ワイヤと第２ワイヤの２本の溶接ワイヤを
給電チップに送給する先行ツインワイヤ溶接トーチが、
同一トーチ内で第３ワイヤと第４ワイヤの２本の溶接ワ
イヤを給電チップに送給する後行ツインワイヤ溶接トー
チより溶接方向前方に設置され、前記先行ツインワイヤ
溶接トーチ内の第１ワイヤと第２ワイヤは互いに電気的
に絶縁されて独立した電源から給電を受け、これら４本
の溶接ワイヤはすべて独立のワイヤ送給手段を有する。
行なうための２電極高速ガスシールドアーク溶接装置お
よび方法を提供する。 【解決手段】 溶接ワイヤを消耗電極とする２トーチ４
ワイヤのガスシールドアーク溶接装置において、同一ト
ーチ内で第１ワイヤと第２ワイヤの２本の溶接ワイヤを
給電チップに送給する先行ツインワイヤ溶接トーチが、
同一トーチ内で第３ワイヤと第４ワイヤの２本の溶接ワ
イヤを給電チップに送給する後行ツインワイヤ溶接トー
チより溶接方向前方に設置され、前記先行ツインワイヤ
溶接トーチ内の第１ワイヤと第２ワイヤは互いに電気的
に絶縁されて独立した電源から給電を受け、これら４本
の溶接ワイヤはすべて独立のワイヤ送給手段を有する。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明はワイヤを消耗電極と
するガスシールドアーク溶接で、特に鋼管の爪付け溶接
や、造船でのすみ肉溶接を高能率で行う装置および方法
に関するものである。
するガスシールドアーク溶接で、特に鋼管の爪付け溶接
や、造船でのすみ肉溶接を高能率で行う装置および方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、熟練溶接者の高齢化、若手労働者
の溶接分野への従事敬遠などから溶接士確保は深刻な問
題となりつつある一方、社会資本充実や景気対策面から
土木建築分野での鋼材使用は根強いものがあり、また、
環境汚染防止のため造船界ではタンカーの二重底化（ダ
ブルボトム、ダブルハル）を進めつつある。前者の土木
建築分野で鋼管杭などに使用されるスパイラル鋼管は、
製造された素管の７０％近くが何らかの二次加工溶接が
なされている。これらの作業は人力に頼っているのが現
状であるが、今後予想される需要増に対応するには、前
述のように溶接士の確保が難しく、かつ、新たな工場立
地スペース入手も非常に困難な環境になってきつつあ
る。
の溶接分野への従事敬遠などから溶接士確保は深刻な問
題となりつつある一方、社会資本充実や景気対策面から
土木建築分野での鋼材使用は根強いものがあり、また、
環境汚染防止のため造船界ではタンカーの二重底化（ダ
ブルボトム、ダブルハル）を進めつつある。前者の土木
建築分野で鋼管杭などに使用されるスパイラル鋼管は、
製造された素管の７０％近くが何らかの二次加工溶接が
なされている。これらの作業は人力に頼っているのが現
状であるが、今後予想される需要増に対応するには、前
述のように溶接士の確保が難しく、かつ、新たな工場立
地スペース入手も非常に困難な環境になってきつつあ
る。
【０００３】したがって、現状の資源で生産性を向上さ
せるためには溶接速度を高め、溶接能率をアップするこ
とが焦眉の問題であり、ロボット化し易いガスシールド
アーク溶接（以下、ＭＡＧ、あるいはＭＩＧ法と称す）
で、従来、爪付け溶接で用いられているサブマージアー
ク溶接（以下、ＳＡＷと称す）の能率をしのぐ高速化技
術出現が待たれている。また、造船ではダブルボトム化
ですみ肉溶接工程が増大するため、この高速化が切望さ
れている。
せるためには溶接速度を高め、溶接能率をアップするこ
とが焦眉の問題であり、ロボット化し易いガスシールド
アーク溶接（以下、ＭＡＧ、あるいはＭＩＧ法と称す）
で、従来、爪付け溶接で用いられているサブマージアー
ク溶接（以下、ＳＡＷと称す）の能率をしのぐ高速化技
術出現が待たれている。また、造船ではダブルボトム化
ですみ肉溶接工程が増大するため、この高速化が切望さ
れている。
【０００４】近年、高速ＭＡＧ溶接法として、特開平２
−２８０９６８公報に開示されているような２電極高速
ＭＡＧ法が開発されている。また、突合せ溶接には大電
流を用いて溶接能率を向上させた特公昭５９−８４７５
公報に見られるような大電流ＭＩＧ溶接法の採用で高速
化、高能率化が進められつつある。
−２８０９６８公報に開示されているような２電極高速
ＭＡＧ法が開発されている。また、突合せ溶接には大電
流を用いて溶接能率を向上させた特公昭５９−８４７５
公報に見られるような大電流ＭＩＧ溶接法の採用で高速
化、高能率化が進められつつある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
２電極高速ＭＡＧ法では水平すみ肉溶接脚長５〜６ｍｍ
で溶接速度１．５ｍ／ｍｉｎが限界であり、現在、期待
される２．５ｍ／ｍｉｎ超の溶接速度には耐えられな
い。溶接速度１．５ｍ／ｍｉｎ超の高速溶接では、所定
の等脚長を十分保証できるワイヤ溶着量を与えても目標
脚長には届かず、幅が狭く凸型のビードになる。これは
高速溶接になるほど使用する溶接電流も高くなり、アー
ク力がより強力になって溶融プールが後方に押しやられ
るとともに、溶融プールの形状も涙滴型から溶接線方向
に細長く伸びた形状に変化するためである。したがっ
て、幅が狭い状態でビード止端の凝固が開始するため、
残された溶融金属はビード高さ方向に盛り上がり、結果
として凸ビードとなったり、アンダーカットが発生し易
くなるものと考えられる。
２電極高速ＭＡＧ法では水平すみ肉溶接脚長５〜６ｍｍ
で溶接速度１．５ｍ／ｍｉｎが限界であり、現在、期待
される２．５ｍ／ｍｉｎ超の溶接速度には耐えられな
い。溶接速度１．５ｍ／ｍｉｎ超の高速溶接では、所定
の等脚長を十分保証できるワイヤ溶着量を与えても目標
脚長には届かず、幅が狭く凸型のビードになる。これは
高速溶接になるほど使用する溶接電流も高くなり、アー
ク力がより強力になって溶融プールが後方に押しやられ
るとともに、溶融プールの形状も涙滴型から溶接線方向
に細長く伸びた形状に変化するためである。したがっ
て、幅が狭い状態でビード止端の凝固が開始するため、
残された溶融金属はビード高さ方向に盛り上がり、結果
として凸ビードとなったり、アンダーカットが発生し易
くなるものと考えられる。
【０００６】溶接高速化を阻害する要因は上述したよう
に、高速溶接になるほどアークが後方に引かれ、幅方向
の広がりが小さくなること、また高溶接電流化によって
アーク力が強力になって溶融プールが後方に押しやられ
るためである。この阻害要因を解消する手段としては溶
接ワイヤを複数化してアーク力を分散し、溶融プール後
退を抑えることが有効であり、これまで種々の提案がな
されている。例えば特公平１−５０５０７号公報、特開
昭６１−２１２４８０号公報にみられるような１トーチ
を２ワイヤ化したＳＡＷ法、特開昭６３−１４０７７３
号公報にみられるごとく１溶接トーチに複数ワイヤを送
給するＭＡＧ法などが開示されている。
に、高速溶接になるほどアークが後方に引かれ、幅方向
の広がりが小さくなること、また高溶接電流化によって
アーク力が強力になって溶融プールが後方に押しやられ
るためである。この阻害要因を解消する手段としては溶
接ワイヤを複数化してアーク力を分散し、溶融プール後
退を抑えることが有効であり、これまで種々の提案がな
されている。例えば特公平１−５０５０７号公報、特開
昭６１−２１２４８０号公報にみられるような１トーチ
を２ワイヤ化したＳＡＷ法、特開昭６３−１４０７７３
号公報にみられるごとく１溶接トーチに複数ワイヤを送
給するＭＡＧ法などが開示されている。
【０００７】しかしながら、後者の１溶接トーチに複数
ワイヤを送給するＭＡＧ法や、前述の大電流ＭＩＧ法で
は使用する溶接トーチが大型化して水平すみ肉溶接を行
うには不適で、特に鋼管の爪付け溶接のような狭隘部へ
の適用は全く不可能である。また特開平６−２６９９４
４号公報に見られるような３ワイヤでの高速ＭＡＧ溶接
法も開示されているが、これでも溶接速度は２．５ｍ／
分が限界であり、これ以上の高速化は無理である。そこ
で、本発明は溶接速度２．５ｍ／ｍｉｎを超える水平す
み肉溶接方法および狭隘部での高能率ＭＡＧ法を提供す
ることを目的とする。
ワイヤを送給するＭＡＧ法や、前述の大電流ＭＩＧ法で
は使用する溶接トーチが大型化して水平すみ肉溶接を行
うには不適で、特に鋼管の爪付け溶接のような狭隘部へ
の適用は全く不可能である。また特開平６−２６９９４
４号公報に見られるような３ワイヤでの高速ＭＡＧ溶接
法も開示されているが、これでも溶接速度は２．５ｍ／
分が限界であり、これ以上の高速化は無理である。そこ
で、本発明は溶接速度２．５ｍ／ｍｉｎを超える水平す
み肉溶接方法および狭隘部での高能率ＭＡＧ法を提供す
ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、溶接ワイヤを消耗電極とする２トー
チ４ワイヤのガスシールドアーク溶接装置において、同
一トーチ内で第１ワイヤと第２ワイヤの２本の溶接ワイ
ヤを給電チップに送給する先行ツインワイヤ溶接トーチ
が、同一トーチ内で第３ワイヤと第４ワイヤの２本の溶
接ワイヤを給電チップに送給する後行ツインワイヤ溶接
トーチより溶接方向前方に設置され、前記先行ツインワ
イヤ溶接トーチ内の第１ワイヤと第２ワイヤは互いに電
気的に絶縁されて独立した電源から給電を受け、前記後
行ツインワイヤ溶接トーチ内の第３ワイヤと第４ワイヤ
は互いに電気的に絶縁されておらず同一の電源から給電
を受けるか、あるいは互いに絶縁されて独立の電源から
給電を受け、またこれら４本の溶接ワイヤはすべて独立
のワイヤ送給手段を有することを特徴とする高速ガスシ
ールドアーク溶接装置である。
するものであって、溶接ワイヤを消耗電極とする２トー
チ４ワイヤのガスシールドアーク溶接装置において、同
一トーチ内で第１ワイヤと第２ワイヤの２本の溶接ワイ
ヤを給電チップに送給する先行ツインワイヤ溶接トーチ
が、同一トーチ内で第３ワイヤと第４ワイヤの２本の溶
接ワイヤを給電チップに送給する後行ツインワイヤ溶接
トーチより溶接方向前方に設置され、前記先行ツインワ
イヤ溶接トーチ内の第１ワイヤと第２ワイヤは互いに電
気的に絶縁されて独立した電源から給電を受け、前記後
行ツインワイヤ溶接トーチ内の第３ワイヤと第４ワイヤ
は互いに電気的に絶縁されておらず同一の電源から給電
を受けるか、あるいは互いに絶縁されて独立の電源から
給電を受け、またこれら４本の溶接ワイヤはすべて独立
のワイヤ送給手段を有することを特徴とする高速ガスシ
ールドアーク溶接装置である。
【０００９】またここにおいて、シールドガスを溶接ア
ークに向けて供給するためのパイプを先行電極前方およ
び後行電極後方に装着したことも特徴とする。また、上
記の高速ガスシールドアーク溶接装置を用いて、ワイヤ
相互の間隔を間隔を５〜４０ｍｍとし、さらに第１ワイ
ヤの溶接電流を３００〜５００Ａ、第２ワイヤ以降の溶
接電流を１００〜４５０Ａとし、第１ワイヤの溶接電流
と第２ワイヤの溶接電流差を２０〜２００Ａとして溶接
を行い、溶接速度２．５ｍ／ｍｉｎを超えることを特徴
とする高速ガスシールドアーク溶接方法である。またこ
れら溶接方法において、第４ワイヤにはフラックス入り
ワイヤを用いることも特徴とする。
ークに向けて供給するためのパイプを先行電極前方およ
び後行電極後方に装着したことも特徴とする。また、上
記の高速ガスシールドアーク溶接装置を用いて、ワイヤ
相互の間隔を間隔を５〜４０ｍｍとし、さらに第１ワイ
ヤの溶接電流を３００〜５００Ａ、第２ワイヤ以降の溶
接電流を１００〜４５０Ａとし、第１ワイヤの溶接電流
と第２ワイヤの溶接電流差を２０〜２００Ａとして溶接
を行い、溶接速度２．５ｍ／ｍｉｎを超えることを特徴
とする高速ガスシールドアーク溶接方法である。またこ
れら溶接方法において、第４ワイヤにはフラックス入り
ワイヤを用いることも特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の３電源２トーチ４
ワイヤのガスシールドアーク溶接装置の実施態様の側断
面図であり、図２は本発明の４電源２トーチ４ワイヤの
ガスシールドアーク溶接装置の実施態様の側断面図であ
る。以下、図１の参照符号を用いて説明すると、それぞ
れに独立したワイヤ送給ローラ（図示せず）によって送
られた第１ワイヤ１、第２ワイヤ２、第３ワイヤ３、第
４ワイヤ４は先行ツインワイヤ溶接トーチ５、後行ツイ
ンワイヤ溶接トーチ６に連結されたツインワイヤ用コン
ジツト７、８を介してワイヤガイド１３、１４に導かれ
る。そして、ワイヤ相互の間隔を５〜４０ｍｍに保つよ
う給電チップ９、１０、１１を装着し、前方および後方
に配置したパイプ１５、１６を介して溶接アーク部にシ
ールドガスを供給しつつ、２トーチで４ワイヤＭＡＧ溶
接を行う構成としたものである。なお１７は絶縁板であ
る。
ワイヤのガスシールドアーク溶接装置の実施態様の側断
面図であり、図２は本発明の４電源２トーチ４ワイヤの
ガスシールドアーク溶接装置の実施態様の側断面図であ
る。以下、図１の参照符号を用いて説明すると、それぞ
れに独立したワイヤ送給ローラ（図示せず）によって送
られた第１ワイヤ１、第２ワイヤ２、第３ワイヤ３、第
４ワイヤ４は先行ツインワイヤ溶接トーチ５、後行ツイ
ンワイヤ溶接トーチ６に連結されたツインワイヤ用コン
ジツト７、８を介してワイヤガイド１３、１４に導かれ
る。そして、ワイヤ相互の間隔を５〜４０ｍｍに保つよ
う給電チップ９、１０、１１を装着し、前方および後方
に配置したパイプ１５、１６を介して溶接アーク部にシ
ールドガスを供給しつつ、２トーチで４ワイヤＭＡＧ溶
接を行う構成としたものである。なお１７は絶縁板であ
る。
【００１１】また図２は後行ツインワイヤ溶接トーチ４
０も先行ツインワイヤ溶接トーチ５と同様に絶縁板１７
を有する構造になっており、給電チップ４１、４２を別
々に有している。その他の構造については図１と同様で
ある。なお図１、図２において、１８は第１ワイヤと第
２ワイヤの間に存在する溶融プール、１９は第２ワイヤ
と第３ワイヤの間に存在する溶融プール、２０は第３ワ
イヤの第４ワイヤの間に存在する溶融プール、２１は第
４ワイヤの後に存在する溶融プール、２２は母材、２３
は溶接金属、２４はスラグである。
０も先行ツインワイヤ溶接トーチ５と同様に絶縁板１７
を有する構造になっており、給電チップ４１、４２を別
々に有している。その他の構造については図１と同様で
ある。なお図１、図２において、１８は第１ワイヤと第
２ワイヤの間に存在する溶融プール、１９は第２ワイヤ
と第３ワイヤの間に存在する溶融プール、２０は第３ワ
イヤの第４ワイヤの間に存在する溶融プール、２１は第
４ワイヤの後に存在する溶融プール、２２は母材、２３
は溶接金属、２４はスラグである。
【００１２】本発明では２トーチでありながら、ツイン
ワイヤ溶接トーチを用いたことにより４本のワイヤにア
ーク力を分散できるので、溶融プールの後退が回避で
き、２．５ｍ／分を超える溶接速度でもアンダーカット
が無いビードが得られる。ここで、第３ワイヤと第４ワ
イヤへの給電は図１の装置による同一電源でも差し支え
ないが、電源容量が不足する場合や、ビード形状のさら
なる向上のために、第３ワイヤと第４ワイヤの電圧を独
立に制御したい場合などでは図２の装置による独立電源
とすることも可能である。
ワイヤ溶接トーチを用いたことにより４本のワイヤにア
ーク力を分散できるので、溶融プールの後退が回避で
き、２．５ｍ／分を超える溶接速度でもアンダーカット
が無いビードが得られる。ここで、第３ワイヤと第４ワ
イヤへの給電は図１の装置による同一電源でも差し支え
ないが、電源容量が不足する場合や、ビード形状のさら
なる向上のために、第３ワイヤと第４ワイヤの電圧を独
立に制御したい場合などでは図２の装置による独立電源
とすることも可能である。
【００１３】また、シールドガスの供給に関して、曲率
を有するパイプ１５、１６をツインワイヤ溶接トーチ５
および６もしくは４０の前方および後方に設置し、この
パイプにシールドガスを導入して両方向から溶接部にガ
スを供給するのが好ましい。このように溶接トーチ部と
シールドガス供給部とを分離することで溶接トーチをス
リム化し、狭隘部溶接が可能となる。
を有するパイプ１５、１６をツインワイヤ溶接トーチ５
および６もしくは４０の前方および後方に設置し、この
パイプにシールドガスを導入して両方向から溶接部にガ
スを供給するのが好ましい。このように溶接トーチ部と
シールドガス供給部とを分離することで溶接トーチをス
リム化し、狭隘部溶接が可能となる。
【００１４】さらに、溶接速度２．５ｍ／ｍｉｎ超の高
速溶接を行う場合には、鋼管の爪付け溶接のような狭隘
部への溶接ばかりでなく、すみ肉溶接においても、上記
の先行電極前方および後行電極の後方から溶接アークに
向けてシールドガスを供給する方法が有効である。すな
わち、図３および図４は３電源法および４電源法の溶接
トーチ先端近傍の断面図をそれぞれ示したものである
が、先行ツインワイヤ溶接トーチ５Ａ、後行ツインワイ
ヤ溶接トーチ６Ａまたは４０Ａともガスシールドが一体
型のトーチを使用している。ビード形状を支配する後行
ツインワイヤ溶接トーチ６Ａまたは４０Ａが一体型のシ
ールド方式では、図３および図４に示すように後行ツイ
ンワイヤ溶接トーチ６Ａまたは４０Ａのアーク力が作用
する方向２５とシールドガスの流れる方向２６が同じ方
向にあるため、高速溶接になるほど溶融プール後退距離
Ｘが長くなるように助長する。
速溶接を行う場合には、鋼管の爪付け溶接のような狭隘
部への溶接ばかりでなく、すみ肉溶接においても、上記
の先行電極前方および後行電極の後方から溶接アークに
向けてシールドガスを供給する方法が有効である。すな
わち、図３および図４は３電源法および４電源法の溶接
トーチ先端近傍の断面図をそれぞれ示したものである
が、先行ツインワイヤ溶接トーチ５Ａ、後行ツインワイ
ヤ溶接トーチ６Ａまたは４０Ａともガスシールドが一体
型のトーチを使用している。ビード形状を支配する後行
ツインワイヤ溶接トーチ６Ａまたは４０Ａが一体型のシ
ールド方式では、図３および図４に示すように後行ツイ
ンワイヤ溶接トーチ６Ａまたは４０Ａのアーク力が作用
する方向２５とシールドガスの流れる方向２６が同じ方
向にあるため、高速溶接になるほど溶融プール後退距離
Ｘが長くなるように助長する。
【００１５】一方、図５および図６も図３および図４と
同様な断面図であるが、先行ツインワイヤ溶接トーチ
５、後行ツインワイヤ溶接トーチ６または４０ともシー
ルドガスがパイプ１５、１６によって別々に供給され
る。図５および図６に示す後行ツインワイヤ溶接トーチ
６または４０の後方から溶接部前方に向かってシールド
ガスを供給する方式では、溶融プールの後退を抑制する
ようにシールドガスの流れ２６が作用するために溶融プ
ールの後退距離Ｙが小さくなり、高速溶接でもアンダー
カットなどの溶接欠陥のない良好なビードが得られるも
のである。
同様な断面図であるが、先行ツインワイヤ溶接トーチ
５、後行ツインワイヤ溶接トーチ６または４０ともシー
ルドガスがパイプ１５、１６によって別々に供給され
る。図５および図６に示す後行ツインワイヤ溶接トーチ
６または４０の後方から溶接部前方に向かってシールド
ガスを供給する方式では、溶融プールの後退を抑制する
ようにシールドガスの流れ２６が作用するために溶融プ
ールの後退距離Ｙが小さくなり、高速溶接でもアンダー
カットなどの溶接欠陥のない良好なビードが得られるも
のである。
【００１６】次に、本発明の溶接方法に関しワイヤ間隔
を規定した理由について述べる。毎分２．５ｍ超の高速
溶接で５ｍｍ以上の脚長を得るためには、各ワイヤ間で
安定した溶融プール溜まり１８、１９、２０を形成させ
ることが重要である。本発明で各ワイヤ間隔Ｌ、Ｍ、Ｎ
（図１および図２）を５〜４０ｍｍと限定した理由は、
この溶融プール溜まりを安定して維持できる範囲を明示
したものである。すなわち、各ワイヤ間隔Ｌ、Ｍ、Ｎが
５ｍｍ未満では溶融プール溜まりとして存在しえず、逆
に４０ｍｍを超えると、溶融プールを安定維持するワイ
ヤ間の相互作用効果が弱まるために、溶融プール溜まり
が不安定になり、アンダーカット等の欠陥を生じる原因
となる。さらに、好ましくは先行ツインワイヤ溶接トー
チの後退角と後行溶接トーチの前進角はそれぞれ０゜〜
３０゜とするのが溶融プールを安定維持するために良
い。また、すみ肉溶接を行う場合、各ワイヤの狙い位置
は基本的には上板と下板の交差部とする。
を規定した理由について述べる。毎分２．５ｍ超の高速
溶接で５ｍｍ以上の脚長を得るためには、各ワイヤ間で
安定した溶融プール溜まり１８、１９、２０を形成させ
ることが重要である。本発明で各ワイヤ間隔Ｌ、Ｍ、Ｎ
（図１および図２）を５〜４０ｍｍと限定した理由は、
この溶融プール溜まりを安定して維持できる範囲を明示
したものである。すなわち、各ワイヤ間隔Ｌ、Ｍ、Ｎが
５ｍｍ未満では溶融プール溜まりとして存在しえず、逆
に４０ｍｍを超えると、溶融プールを安定維持するワイ
ヤ間の相互作用効果が弱まるために、溶融プール溜まり
が不安定になり、アンダーカット等の欠陥を生じる原因
となる。さらに、好ましくは先行ツインワイヤ溶接トー
チの後退角と後行溶接トーチの前進角はそれぞれ０゜〜
３０゜とするのが溶融プールを安定維持するために良
い。また、すみ肉溶接を行う場合、各ワイヤの狙い位置
は基本的には上板と下板の交差部とする。
【００１７】次に溶接電流範囲について述べる。本発明
では個々のワイヤに独立したワイヤ送給装置が付帯して
いるので、各ワイヤの溶接電流を独立に設定できる。電
流範囲を規定したのは、下限値未満の場合には溶加金属
が不足して５ｍｍ以上の脚長が得られないからであり、
上限値超だとアーク力が強すぎて、溶融プールの後退を
抑えきれないことにより、アンダーカットが発生するか
らである。
では個々のワイヤに独立したワイヤ送給装置が付帯して
いるので、各ワイヤの溶接電流を独立に設定できる。電
流範囲を規定したのは、下限値未満の場合には溶加金属
が不足して５ｍｍ以上の脚長が得られないからであり、
上限値超だとアーク力が強すぎて、溶融プールの後退を
抑えきれないことにより、アンダーカットが発生するか
らである。
【００１８】さらに、第１ワイヤと第２ワイヤの電流差
を２０〜２００Ａと規定したのは、スパッタ発生量がこ
の範囲で著しく抑制されるからである。２．５ｍ／分超
の速度で脚長５ｍｍ以上を得るためには、スパッタを低
減させ、溶加金属の損失を極力少なくすることが重要で
あるが、スパッタ抑制には第１ワイヤと第２ワイヤ間に
できる溶融プール溜まり１８を適切に制御することが特
に重要であり、第１ワイヤと第２ワイヤの電流差がこの
範囲にある時に最もスパッタの発生が抑制されることが
本発明では確認された。
を２０〜２００Ａと規定したのは、スパッタ発生量がこ
の範囲で著しく抑制されるからである。２．５ｍ／分超
の速度で脚長５ｍｍ以上を得るためには、スパッタを低
減させ、溶加金属の損失を極力少なくすることが重要で
あるが、スパッタ抑制には第１ワイヤと第２ワイヤ間に
できる溶融プール溜まり１８を適切に制御することが特
に重要であり、第１ワイヤと第２ワイヤの電流差がこの
範囲にある時に最もスパッタの発生が抑制されることが
本発明では確認された。
【００１９】また本発明の溶接方法においてはフラック
ス入りワイヤを第４ワイヤに使用するのが好ましい。す
なわちパイプ１５、１６によるシールドガス供給では、
一体型溶接トーチに比べ、ピット等の欠陥発生防止にパ
イプの位置調整が重要で、アーク発生位置へ確実にシー
ルドガスを供給する必要があるが、ソリッドワイヤに比
べシールド特性のよいフラックス入りワイヤを第４ワイ
ヤに使用すれば、厳密な位置調整の必要がなく、容易に
安定した溶接を行うことができるのである。
ス入りワイヤを第４ワイヤに使用するのが好ましい。す
なわちパイプ１５、１６によるシールドガス供給では、
一体型溶接トーチに比べ、ピット等の欠陥発生防止にパ
イプの位置調整が重要で、アーク発生位置へ確実にシー
ルドガスを供給する必要があるが、ソリッドワイヤに比
べシールド特性のよいフラックス入りワイヤを第４ワイ
ヤに使用すれば、厳密な位置調整の必要がなく、容易に
安定した溶接を行うことができるのである。
【００２０】このフラックス入りワイヤはＪＩＳ Ｚ３
３１３相当品で、ワイヤ全重量に対してスラグ形成剤
（例えば特開平２−２０５２９９に開示されているよう
な酸化物、弗化物）として１０〜２５ｗｔ％充填された
ものが好ましい。１０％未満ではシールド特性が劣化
し、２５％を超えると生成したスラグ量が過多となって
スラグ巻き込みなどが発生しやすくなる。また、溶接ワ
イヤ径は１．２〜１．６ｍｍのものが使い易く、１．２
ｍｍ未満ではワイヤ癖が大きく、ワイヤの溶接位置狙い
が不安定になり、１．６ｍｍを超える径ではワイヤ抵抗
加熱が少なくなり溶融効率が低下するため、同じ溶着量
を得るのにより大きな溶接電流が必要となり好ましくな
い。
３１３相当品で、ワイヤ全重量に対してスラグ形成剤
（例えば特開平２−２０５２９９に開示されているよう
な酸化物、弗化物）として１０〜２５ｗｔ％充填された
ものが好ましい。１０％未満ではシールド特性が劣化
し、２５％を超えると生成したスラグ量が過多となって
スラグ巻き込みなどが発生しやすくなる。また、溶接ワ
イヤ径は１．２〜１．６ｍｍのものが使い易く、１．２
ｍｍ未満ではワイヤ癖が大きく、ワイヤの溶接位置狙い
が不安定になり、１．６ｍｍを超える径ではワイヤ抵抗
加熱が少なくなり溶融効率が低下するため、同じ溶着量
を得るのにより大きな溶接電流が必要となり好ましくな
い。
【００２１】
【実施例】図７の正面図（ａ）と側面図（ｂ）に示すよ
うに、板厚９ｍｍ、幅１００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの
ＪＩＳ ＳＭ４００Ａの２枚の鋼板を逆Ｔ型に組み立て
その上板２８と下板２９の交差部を表１ないし表３に示
す条件で水平すみ肉溶接を行った。また、狭隘部への溶
接として、図８に示すように、前記ＳＭ４００Ａに板厚
９ｍｍ、幅３０ｍｍ、高さ６０ｍｍ、長さ１０００ｍｍ
のＬ形の鋼板を取付け、そのＬ形鋼３１と前記鋼板３０
との交差部の水平すみ肉溶接を表１ないし表３の条件で
行った。なお、表中のＮｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．５、
Ｎｏ．６およびＮｏ．９〜１９は逆Ｔ型の試験体のもの
で、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．７、Ｎｏ．８は狭隘部
への溶接のものである。
うに、板厚９ｍｍ、幅１００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの
ＪＩＳ ＳＭ４００Ａの２枚の鋼板を逆Ｔ型に組み立て
その上板２８と下板２９の交差部を表１ないし表３に示
す条件で水平すみ肉溶接を行った。また、狭隘部への溶
接として、図８に示すように、前記ＳＭ４００Ａに板厚
９ｍｍ、幅３０ｍｍ、高さ６０ｍｍ、長さ１０００ｍｍ
のＬ形の鋼板を取付け、そのＬ形鋼３１と前記鋼板３０
との交差部の水平すみ肉溶接を表１ないし表３の条件で
行った。なお、表中のＮｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．５、
Ｎｏ．６およびＮｏ．９〜１９は逆Ｔ型の試験体のもの
で、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．７、Ｎｏ．８は狭隘部
への溶接のものである。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】
【表３】
【００２５】シールドガスは炭酸ガスで各電極に対し、
２５リットル／ｍｉｎずつ供給した。また、フラックス
入りワイヤはＪＩＳ Ｚ３３１３ ＹＦＷ相当品で、
１．２ｍｍ径を使用し、ワイヤ突出し長は２５ｍｍで行
った。なお、表１中のシールド方法で一体型とは溶接ト
ーチにノズルを装着し、シールドガスをトーチ内部から
供給する方式で、分離型とは本発明でのパイプによる溶
接前後方向からシールドガスを供給する方式を意味して
いる。なお、各ワイヤの狙い位置は上板と下板の交差部
とした。
２５リットル／ｍｉｎずつ供給した。また、フラックス
入りワイヤはＪＩＳ Ｚ３３１３ ＹＦＷ相当品で、
１．２ｍｍ径を使用し、ワイヤ突出し長は２５ｍｍで行
った。なお、表１中のシールド方法で一体型とは溶接ト
ーチにノズルを装着し、シールドガスをトーチ内部から
供給する方式で、分離型とは本発明でのパイプによる溶
接前後方向からシールドガスを供給する方式を意味して
いる。なお、各ワイヤの狙い位置は上板と下板の交差部
とした。
【００２６】溶接後、ビード外観検査および横断面マク
ロ組織試験を行って溶接ビード品質を評価した。その結
果を表４に示す。本発明法を用いて水平すみ肉溶接を行
なった試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８では溶接速度２．５ｍｍ
／ｍｉｎでも３．０ｍ／ｍｉｎでも溶接欠陥が無く、か
つ、両脚長とも目標５ｍｍを超えるすみ肉ビードが得ら
れた。一方、比較例のＮｏ．９〜Ｎｏ．１９は本発明で
規定した溶接条件を逸脱しているので、溶接速度が２．
５ｍ／ｍｉｎであってもアンダーカット等の欠陥が発生
しかつ脚長も不足した。
ロ組織試験を行って溶接ビード品質を評価した。その結
果を表４に示す。本発明法を用いて水平すみ肉溶接を行
なった試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８では溶接速度２．５ｍｍ
／ｍｉｎでも３．０ｍ／ｍｉｎでも溶接欠陥が無く、か
つ、両脚長とも目標５ｍｍを超えるすみ肉ビードが得ら
れた。一方、比較例のＮｏ．９〜Ｎｏ．１９は本発明で
規定した溶接条件を逸脱しているので、溶接速度が２．
５ｍ／ｍｉｎであってもアンダーカット等の欠陥が発生
しかつ脚長も不足した。
【００２７】
【表４】
【００２８】
【発明の効果】上述したように本発明法によれば、従来
法では困難であった高速すみ肉溶接が可能となり、特に
狭隘な箇所での高速すみ肉溶接が可能であることは大き
なメリットである。したがって、溶接高能率化に対し、
溶接士要員増や、新工場建設を行なわなくとも生産性向
上が可能となり、本発明によって溶接コストダウン、溶
接能率を大幅に向上できるので産業上のメリットは大き
い。
法では困難であった高速すみ肉溶接が可能となり、特に
狭隘な箇所での高速すみ肉溶接が可能であることは大き
なメリットである。したがって、溶接高能率化に対し、
溶接士要員増や、新工場建設を行なわなくとも生産性向
上が可能となり、本発明によって溶接コストダウン、溶
接能率を大幅に向上できるので産業上のメリットは大き
い。
【図１】本発明の溶接装置の実施態様の一つを示す側断
面図
面図
【図２】本発明の溶接装置の実施態様の一つを示す側断
面図
面図
【図３】一体型シールド方式でのガスの流れと溶融プー
ル挙動を説明する図
ル挙動を説明する図
【図４】一体型シールド方式でのガスの流れと溶融プー
ル挙動を説明する図
ル挙動を説明する図
【図５】分離型シールド方式でのガスの流れと溶融プー
ル挙動を説明する図
ル挙動を説明する図
【図６】分離型シールド方式でのガスの流れと溶融プー
ル挙動を説明する図
ル挙動を説明する図
【図７】水平すみ肉溶接用試験片形状を示す（ａ）正面
図と（ｂ）側面図
図と（ｂ）側面図
【図８】狭隘部への水平すみ肉溶接用試験片形状を示す
（ａ）正面図と（ｂ）側面図
（ａ）正面図と（ｂ）側面図
１、２、３、４ 溶接ワイヤ ５、５Ａ、６、６Ａ 溶接トーチ ７、８ コンジツト ９、１０、１１、１２ 給電チップ １３、１４ ワイヤガイド １５、１６ パイプ １７ 絶縁板 １８ 第１ワイヤと第２ワイヤの間に存在する溶融プ
ール １９ 第２ワイヤと第３ワイヤの間に存在する溶融プ
ール ２０ 第３ワイヤの第４ワイヤの間に存在する溶融プ
ール ２１ 第４ワイヤの後に存在する溶融プール ２２ 母材 ２３ 溶接金属 ２４ スラグ ２５ アーク力の作用する方向 ２６ シールドガスの作用する方向 ２８ 上板 ２９ 下板 ３０ ＳＭ４００Ａ鋼板 ３１ Ｌ形鋼 ４０、４０Ａ 溶接トーチ ４１、４２ 給電チップ Ｌ 第１、第２ワイヤ間隔 Ｍ 第２、第３ワイヤ間隔 Ｎ 第３、第４ワイヤ間隔 Ｘ、Ｙ 溶融プールの後退距離
ール １９ 第２ワイヤと第３ワイヤの間に存在する溶融プ
ール ２０ 第３ワイヤの第４ワイヤの間に存在する溶融プ
ール ２１ 第４ワイヤの後に存在する溶融プール ２２ 母材 ２３ 溶接金属 ２４ スラグ ２５ アーク力の作用する方向 ２６ シールドガスの作用する方向 ２８ 上板 ２９ 下板 ３０ ＳＭ４００Ａ鋼板 ３１ Ｌ形鋼 ４０、４０Ａ 溶接トーチ ４１、４２ 給電チップ Ｌ 第１、第２ワイヤ間隔 Ｍ 第２、第３ワイヤ間隔 Ｎ 第３、第４ワイヤ間隔 Ｘ、Ｙ 溶融プールの後退距離
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 児嶋 一浩 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 田中 隆 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 藤 雅雄 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 窪田 晴敏 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 鎌田 政男 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内
Claims (4)
- 【請求項１】 溶接ワイヤを消耗電極とする２トーチ４
ワイヤのガスシールドアーク溶接装置において、同一ト
ーチ内で第１ワイヤと第２ワイヤの２本の溶接ワイヤを
給電チップに送給する先行ツインワイヤ溶接トーチが、
同一トーチ内で第３ワイヤと第４ワイヤの２本の溶接ワ
イヤを給電チップに送給する後行ツインワイヤ溶接トー
チより溶接方向前方に設置され、前記先行ツインワイヤ
溶接トーチ内の第１ワイヤと第２ワイヤは互いに電気的
に絶縁されて独立した電源から給電を受け、前記後行ツ
インワイヤ溶接トーチ内の第３ワイヤと第４ワイヤは互
いに電気的に絶縁されておらず同一の電源から給電を受
けるか、あるいは互いに絶縁されて独立の電源から給電
を受け、またこれら４本の溶接ワイヤはすべて独立のワ
イヤ送給手段を有することを特徴とする高速ガスシール
ドアーク溶接装置。 - 【請求項２】 シールドガスを溶接アークに向けて供給
するためのパイプを先行電極前方および後行電極後方に
装着したことを特徴とする請求項１記載の高速ガスシー
ルドアーク溶接装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の高速ガ
スシールドアーク溶接装置を用いて、ワイヤ相互の間隔
を５〜４０ｍｍとし、さらに第１ワイヤの溶接電流を３
００〜５００Ａ、第２ワイヤ以降の溶接電流を１００〜
４５０Ａとし、第１ワイヤの溶接電流と第２ワイヤの溶
接電流との差を２０〜２００Ａとして溶接を行い、溶接
速度２．５ｍ／ｍｉｎを超えることを特徴とする高速ガ
スシールドアーク溶接方法。 - 【請求項４】 第４ワイヤにはフラックス入り溶接ワイ
ヤを用いることを特徴とする請求項１ないし３のいずれ
かに記載の高速ガスシールドアーク溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15190396A JPH09314334A (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | 高速ガスシールドアーク溶接装置および溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15190396A JPH09314334A (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | 高速ガスシールドアーク溶接装置および溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09314334A true JPH09314334A (ja) | 1997-12-09 |
Family
ID=15528719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15190396A Withdrawn JPH09314334A (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | 高速ガスシールドアーク溶接装置および溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09314334A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103071899A (zh) * | 2013-01-29 | 2013-05-01 | 刘振英 | 双丝气电立焊水冷焊枪 |
| CN103240512A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-08-14 | 中国石油集团渤海石油装备制造有限公司 | 一种k65耐低温热煨弯管母管生产的焊接工艺 |
| JP2015142929A (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | 新日鐵住金株式会社 | 溶接金属の外観に優れる隅肉溶接方法と隅肉溶接設備 |
| CN105562902A (zh) * | 2016-03-14 | 2016-05-11 | 北京石油化工学院 | 一种多用途的单导电嘴双丝mig/mag焊枪 |
| CN112427778A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-03-02 | 唐山松下产业机器有限公司 | 多电源并联焊接系统 |
-
1996
- 1996-05-24 JP JP15190396A patent/JPH09314334A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103071899A (zh) * | 2013-01-29 | 2013-05-01 | 刘振英 | 双丝气电立焊水冷焊枪 |
| CN103240512A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-08-14 | 中国石油集团渤海石油装备制造有限公司 | 一种k65耐低温热煨弯管母管生产的焊接工艺 |
| JP2015142929A (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | 新日鐵住金株式会社 | 溶接金属の外観に優れる隅肉溶接方法と隅肉溶接設備 |
| CN105562902A (zh) * | 2016-03-14 | 2016-05-11 | 北京石油化工学院 | 一种多用途的单导电嘴双丝mig/mag焊枪 |
| CN112427778A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-03-02 | 唐山松下产业机器有限公司 | 多电源并联焊接系统 |
| CN112427778B (zh) * | 2020-11-12 | 2022-03-11 | 唐山松下产业机器有限公司 | 多电源并联焊接系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR200418345Y1 (ko) | 일렉트로 가스 용접장치 | |
| CN104842048A (zh) | 一种钨极氩弧焊与冷金属过渡焊接复合热源焊接设备及方法和应用 | |
| CN109982802B (zh) | 免清根全熔透焊接方法和焊接接头 | |
| JP6439882B2 (ja) | 立向き狭開先ガスシールドアーク溶接方法 | |
| JP3423467B2 (ja) | 高速ガスシールドアーク溶接装置及び方法 | |
| JPH07204854A (ja) | 高速ガスシールドアーク溶接装置及び方法 | |
| CN110177643B (zh) | 单面埋弧焊接方法以及单面埋弧焊接装置 | |
| JPH09314334A (ja) | 高速ガスシールドアーク溶接装置および溶接方法 | |
| KR20180031046A (ko) | 수직 방향 협개선 가스 실드 아크 용접 방법 | |
| CN115703163A (zh) | 多电极单面埋弧焊接方法 | |
| CN112171026A (zh) | 一种低合金高强钢埋弧焊焊接工艺 | |
| JP4319713B2 (ja) | 多電極ガスシールドアーク片面溶接方法 | |
| JPH08276273A (ja) | クラッド鋼の突合せ溶接方法 | |
| JP4667898B2 (ja) | 消耗電極式ガスシールドアーク溶接方法 | |
| JP2833279B2 (ja) | 鋼管の溶接方法 | |
| JPH071126A (ja) | 横向き片面自動溶接方法 | |
| JPH071144A (ja) | 溶接トーチ | |
| JPH0698494B2 (ja) | 消耗電極式アーク溶接法 | |
| KR102424484B1 (ko) | 탠덤 가스 실드 아크 용접 방법 및 용접 장치 | |
| JP3947422B2 (ja) | チタン又はチタン合金のｍｉｇ溶接方法 | |
| US20240181553A1 (en) | Welding torch with wire electrode guide | |
| JP3583561B2 (ja) | 横向エレクトロガス溶接方法 | |
| JP2021181100A (ja) | シールド性に優れた多電極ガスシールドアーク溶接用シールド冶具 | |
| JP3881587B2 (ja) | アーク安定性に優れたチタン又はチタン合金のｍｉｇ溶接方法 | |
| JPH06238437A (ja) | 高速水平すみ肉溶接方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030805 |