JPS5953147B2 - 水平固定管の全姿勢円周溶接方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は例えば水平固定管の円周溶接など、立向溶接
を含む溶接方法の改良に関するものである。

第１図は、従来方法により水平固定管の全姿勢円周溶接
を行なうための装置を示すもので、図において、１は溶
接ヘッド、２はこの溶接ヘッド１が走行するガイドレー
ル、３はこのガイドレール２によつて保持固定された被
溶接管、４は上記溶接ヘッド１に溶接電流を供給する溶
接電源、５は自動溶接を行なうために溶接電流や溶接ワ
イヤの送給速度などを制御する装置、６は溶接開始や停
止の操作、溶接条件の選択などが手元でできる手元操作
箱、７は溶接電源４と溶接ヘッド１とを繋ぐパワーケー
ブル、８、９は溶接電源４と手元操作箱６、及び溶接電
源４と溶接ヘッド１とをそれぞれ繋ぐ制御ケーブルであ
る。

第２図は上記溶接ヘッド１を詳細に説明したもので、図
において、１０は被溶接部３と電極１１との間にアーク
を発生させる溶接トーチ、１２はこの溶接トーチ１０を
被溶接管３の溶接部に対して上下左右に微調整する微調
整装置、１３はフィラーワイヤ送給装置で、ワイヤリー
ル１４に巻回保持されたフィラーワイヤ１５を溶接部に
送給している。

１６は走行装置で、溶接トーチ１０やフィラーワイヤ送
給装置１３などが搭載され、被溶接管３の周囲を回転走
行する。

次に、この装置による溶接動作について説明する。

溶接開始位置は特に指定されないが、一般にセットがし
易い被溶接管３の上半分の位置から開始され、溶接ヘッ
ド１が一方向に被溶接管３を一回転して全姿勢での溶接
を行なう。溶接ヘッド１が一回転すると一旦溶接を停止
し、溶接を停止したまま溶接ヘッド１を溶接開始位置ま
で反転させ、再び２バス目ね溶接を開始する。この動作
を必要回数だけ繰返して固定管の円周継手は溶接されて
いる。なお、一回転毎に溶接を停止したまま溶接ヘツド
１を一回転反転させるのは、パワーケーブル７や制御ケ
ーブル８，９のねじれを防止するために行なうものであ
る。上述したような水平固定管の全姿勢円周溶接では、
特に初層溶接の裏波ビードを均一な凸形に形成すること
が困難であつた。

これは、第３図に示すような溶接姿勢が上進姿勢部Ａと
下進姿勢部Ｂとで溶融池１７の湯流れ方向が逆となるた
めであつて、上進姿勢部Ａではアーク１８の後方に溶融
池１７が湯流れするので開先ルート部に電極１１を近づ
けてアーク長を短かく設定できるし、また、裏面にも湯
流れがよく裏波ビード１９が凸形に均一化されて形成さ
れやすい。一方、下進姿勢部Ｂではアーク１８側に溶融
池１７が湯流れするので、開先ルート部に近接させて電
極１１を設定することが困難となり、電極１１を固定管
の表面側に逃がして溶接しなければならず、表ビード幅
が広くなつて溶融金属が表側に引張られ、裏波ビード１
９が凹みやすくなる欠点があつた。，，特に、管外径が
？以上の大径管になると、一般に熱容量力吠きくなり、
かつ、目違いが生じやすく、ルートギヤツプも一定に保
たれにくいので、溶接電流を上げて入熱量を大きくする
などして溶接を行なつているが、これによつても表ビー
ド幅が広がつて溶融池１７が表面へ引張られ、裏面？−
ド１９が凹みやすく、特に、初層溶接の裏波ビード１９
を均一にすることが困難であつた。

この発明は上述のような欠点を除去するために、初層溶
接の襄波ビードの凸形形成を均一に、かつ、安定して行
なえるようになされたもので、例えば、立向溶接の下進
姿勢部などにおいて溶融池の湯流れを抑制する方向にガ
スを噴出させ、裏波ビードを凸形に安定して形成させる
ことのできる水平固定管の全姿勢円周溶接方法を提供す
ることを目的としたものである。以下、この発明方法を
図面を用いて詳述する。

第４図はこの発明方法に使用される円周溶接装置の溶接
トーチ部と溶接部とを示したもので、図において、２０
は電極１１の周囲に設けられ、溶接部をシールドする不
活性ガスなどのシールドを噴出するシールドノズル、２
１ａ，２１ｂは電極１１の進行方向に対して、この電極
１１の前後関係となる位置にそれぞれ配設された一対の
ガス噴出ノズルで、被溶接管３の溶融池１″７の流れを
抑制させるためのガスを噴出する。なお、このガス噴出
ノズル２１ａ，２１ｂはシールドノズル２０に固定され
ている。２２は溶接金属である。

第５図は上述のガス噴出ノズル２１ａ，２１ｂが配設さ
れた溶接トーチ１０を備えた溶接ヘツド１を示したもの
である。

なお、ガス噴出ノズル２１ａ，２１ｂはそれぞれ不活性
ガスなどの入つたボンベ（図示せず）にホース２３でそ
ぞれ繋がれている。次に、この装置を用いたこの発明に
よる溶接方法を説明すると、基本的には従来の溶接装置
による溶接方法と同様に行なわれるが、第６図に示すよ
うに、溶接姿勢が立向の下進姿勢部Ｂでは、溶融池１７
が先行する電極１１側に重力によつて垂れ下り、電極１
１と短絡しそうになる。

このとき、電極１１の下方に位置するガス噴出ノズル２
１ｂからガスを噴出させると溶融池１７が上方に押し上
げられるので従来のように電極１１を溶融池１７から遠
ざけてアーク長を長くとらなくてもよいし、さらに噴出
ガスがアーク１８を後方に偏向させて裏面への溶け込み
を助けることになり、表ビード幅よりも裏波ビード幅が
広くとれ、裏波ビード１９を凸形に形成することができ
る。また、この円周溶接装置による上進姿勢部Ａ溶接に
おいても裏波ビード１９が不足する場合には前方のガス
噴出ノズル２１ｂからガスを噴出させれば均一化した凸
形の裏波ビード１９が得られるし、逆に裏波ビード１９
が凸形になりすぎる場合には後方のガス噴出ノズル２１
ａからガスを噴出させればこれを緩和することができる
。なお、一対のガス噴出ノズル２１ａ，２１ｂは電極１
１の前後関係となる位置にそれぞれ配設させておればよ
く、シールドノズル２０に固定されることに限定するも
のではないし、また、ガス噴出ノズル２１ａ，２１ｂが
繋がれるガスボンベは別に設けることなく、溶接部のシ
ールドガスが貯えられているボンベに繋がれていてもよ
い。

以上のように、この発明方法によれば、被溶接部に沿つ
で移動する電極の進行方向に対して電極の前後関係とな
る位置に一対のガス噴出ノズルを配設した溶接装置を用
い、上進姿勢溶接時には電極の後部ノズルからガスを噴
出させ、下進姿勢溶接時には電極の前部ノズルからガス
を噴出させて溶接を行うようにしたので、溶融池の湯流
れを抑制することができ、裏波ビードを安定した均一な
凸形に形成できるとともに溶接姿勢によつて溶接部に対
する電極位置を調整する必要もなくなる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の溶接方法に使用される円周溶接装置を
示す構成図、第２図は、第１図の溶接装置の溶接ヘツド
を示す正面図、第３図は、固定管の円周溶接における初
層溶接時の溶融池生成状態を示す正面図、第４図は、こ
の発明に使用される溶接装置の溶接トーチの断面図、第
５図は、この発明に使用れる溶接装置の溶接ヘツドの正
面図、第６図は、この発明方法による初層溶接時の溶融
池生成状態を示す正面図である。 図において、１は溶接ヘツド、３は被溶接管、１０は溶
接トーチ、１１は電極、１７は溶融池、１８はアーク、
１９は裏波ビード、２０はシールドノズル、２１ａ，２
１ｂはガス噴出ノズルで゛ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水平固定管を全姿勢円周溶接する溶接方法であつて
   被溶接部に沿つて移動する電極の進行方向に対して上記
   電極の前後関係となる位置に一対のガス噴出ノズルを配
   設した溶接装置を用い、上記被溶接部を上進姿勢溶接時
   には上記電極の後部ノズルからガスを噴出させ、下進姿
   勢溶接時は上記電極の前部ノズルからガスを噴出させ溶
   接を行なうことを特徴とする水平固定管の全姿勢円周溶
   接方法。 ２ 被溶接部をガスシールドすることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の水平固定管の全姿勢円周溶接方
   法。 ３ ガス噴出ノズルから噴出されるガスは被溶接部をシ
   ールドするシールドガスと同じであることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項記載の水平固定管の全姿勢円周溶
   接方法。