JPS598475B2 - 大電流ｍｉｇ溶接法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は大電流ＭＩＧ溶接法に関するもので、特にシー
ルドカバーを使用する高能率ガスシールドアーク自動溶
接法にかかわるものである。

近時、鋼材の高能率溶接法として、多電極サブマージア
ーク溶接法などが盛んに使用されるようになつたが、こ
の高能率溶接法は溶接入熱の増加により、溶接継手部は
高温に保持される時間が増大するためオーステナイト粒
が粗大化し、また冷却速度が遅いため靭性の乏しい組織
を生ずるので継手靭性が劣化する欠点がある。とくに、
良好な低温靭性を要求される低温用鋼などの場合、大き
な溶接入熱を用いる高能率サブマージアーク溶接の適用
は問題があり、その解決には、鋼材面より大入熱溶接に
適するように鋼材そのものを改良する方法がある。一方
、他の方法として在来の鋼材を使用し高能率サブマージ
アーク溶接に匹敵する高能率を有しながらも継手靭性を
十分高い水準に保つ溶接法の適用があり、この溶接法と
して大電流ＭＩＧ溶接法がある。し力化ながらこの大電
流ＭＩＧ溶接法には解決すべき問題としてビード表面の
酸化がある。すなわち、通常のストレートＭＩＧ溶接の
場合は、ワイヤ径が１．６ｎ程度で溶接入熱がせいぜい
１．５ＫＪ／ｃＴｎぐらいであるからそれ程問題はなか
つたが、ワイヤー径が例えば４ｍ７ｎで溶接入熱が２０
ＫＪ／（Ｖ７ｌ以上の場合や、さらに多電極方式の場合
、溶融池が非常に大きくなるため、ビード表面が著しく
酸化し、約１１１厚もの酸化層を生ずる場合がある。こ
のため溶接部の材質特性と溶接作業性を低下させるとい
う問題がある。まず、従来の大電流ＭＩＧ溶接法を図面
について説明する。

第１図は従来の大電流ＭＩＧ溶接法の概念を示す原理図
で、矢印１は溶接方向を示す。トーチ２が溶接の進行と
ともに矢印１の方向に移動するが、ワイヤ３の先端から
アーク４を発生し、被溶接鋼材１１の開先内に溶融池５
が形成される。この溶融池５は第１図に示すように後方
に長く延びているため、トーチ２からのシールドガスで
十分には保護されず、溶接後、ビード表面が酸化し、酸
化層６を生ずる。このような問題点を解決するため、ア
フターシールドノズルを使用し、アルゴンガスにてビー
ド表面酸化層の防止をはかる方法が従来提案されている
。

第２図がその態様を示すものであつて、ガス導入口８よ
り導入されたアルゴンガス９はトーチ２の後方に設けら
れたアフターシールドノズル７の下面にあけられた多く
のガス孔から放出されるようになつている。この方法に
よれば、一応空気の侵入を防止する効果が得られるが、
耐風性が必ずしも十分でなく、空気の捲き込みを生ずる
ことがあり、必ずしも所期の目的を達するとは限らない
。さらに、側面が開放されているので、遮光効果が期待
できない。しかも、必要以上に高価なアルゴンガスを多
く使用するので、経済的でもない。このような従来法の
問題を解決するために本発明者らは種々の研究を行なつ
た結果、ビード表面の酸化を防止し、さらに溶接部の材
質向上、作業性の改善を可能ならしめるという所期の目
的を達成し得る方法を見出したものである。すなわち本
発明は、少なくともその一端に、トーチの断面形状とほ
ぼ一致する切欠きまたは孔を設けるとともに後方を開放
したシールドカバーを使用し、トーチより供給されるシ
ールドガスのみによりガスシールドを行ないつつ溶接す
ることを特徴とする大電流ＭＩＧ溶接法である。

以下、図面により本発明を詳細に説明する。

第３図ａは本発明方法に用いられるシールドカバーの側
面断面図、ｂは同平面図、ｃは同正面図、ｄは同斜視図
、第４図と第５図は本発明方法に用いられるシールドカ
バーの別の態様例を示す斜視図である。第３図は本発明
方法の実施の基本的な形態を示すものでトーチ２の後半
にコの字形の後方を開放したシールドカバー１０を取付
け、トーチ２から流出したガスを溶融池５の上をはわせ
て後方に導き、溶融池および凝固直後の高温の溶接金属
表面を空気に触れないようにすることに特徴がある。

シールドカバーの後方を開放することによつて、シール
ドガスは該カバーの後方から積極的に排出されるので、
アーク周辺、溶融池及び凝固直後の高温の溶接金属表面
周辺に乱流を生ぜず、したがつてアークが安定し溶接欠
陥を生ぜず、又溶融池及び溶接金属表面周辺に空気の捲
き込みを生ずることもない。シールドカバーの少なくと
も一端にはトーチの断面形状とほぼ一致するような切欠
状の接合部１６を設け、トーチ傾斜角度に応じて、多種
類の切欠形状のものを準備するとよい。

また、接合部１６から空気の侵入を防止するため必要に
応じてトーチ側または切欠部にパツキングをはめ込むよ
うにするとよい。シールドカバーは適当な材質の金属あ
るいはアスベスト、ガラステープなどの耐火材でよく、
必要があれば水冷を行なう。シールド効果が十分得られ
るようにするには、シールドカバー１０の寸法として、
それぞれシールドカバーの長さ１−５０〜３５０ｍ！、
シールドカバーの下端と被溶接材１１の表面との距離ｄ
く３０ｍ！、シールドカバーの高さｈおよび巾ｗ＜１５
０ｎ程度とするのがよい。この程度の寸法範囲で良好な
シールド効果を示し、溶接作業土も取扱いが便利である
。第４図は、第３図で説明したカバーに、前方が閉じた
形のシールドカバー前部１５を取付けたもので、トーチ
から流出したシールドガスのうちシールドカバー後方に
流れるガス量が一層多くなりさらにアーク光の漏れも防
げるので好都合である。

なおトーチとシールドカバーとの接合部１６はすき間の
ないように取付ける。また、トーチとシールドカバーと
の接合部は２つ割りにした切欠きでなくとも、第５図の
ようにシールドカバーを一体ものとし、トーチと接合さ
せる孔を設けトーチとの接合部をパツキングで密閉する
方式でもよい。なお第５図は第４図のシールドカバーの
側面にガラステープ１７を取付けてガラステープの下端
と被溶接鋼材の表面とのすき間がないようにしたもので
ある。これにより、側方からの空気の捲込みを極小にで
き、シールドがさらに完全になるとともに、側方にアー
ク光が漏れず、作業性の改善にも役立つものである。ま
た第３図〜第５図のものはいずれも耐風性に極めて有効
であるが、特に第５図のものはその効果が顕著である。
次に実施例について説明する。

実施例 １ 第１表に示すシールド条件と溶接条件にて溶接を実施し
た。

その試験結果を第２表に示す。本発明法は従来法に比較
して溶接作業性、低温靭性がすぐれており、溶接金属の
酸素量が少なくシールド性が向上している。実施例 ２ 第３表に示すシールド条件と溶接条件にて溶接を実施し
た。

その試験結果を第４表に示す。溶接作業性、低温靭性お
よび溶接金属の酸素量と窒素量からみたシールド性のい
ずれにおいても、本発明法は従来法に比較してまさると
も劣らない結果を得た。以上詳細に説明したように、本
発明は、ガスを直接供給しないでトーチ周囲からの空気
の捲込みを防止するシールドカバーを設けることにより
、大電流ＭＩＧ溶接のビード表面の酸化を防止し、これ
によつて溶接部の材質特性の向上および溶接作業性の改
善を可能にしたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法による大電流ＭＩＧ溶接の概念を示す原
理図、第２図は従来法の一形態としてのアフターシール
ドノズル使用の状況を示す図、第３図、第４図および第
５図は本発明法に使用されるシールドカバーの形状例を
示す図である。 １・・・・・・溶接方向を示す矢印、２・・・・・・ト
ーチ、３・・・・・・ワイヤ、４・・・・・・アーク、
５・・・・・・溶融池、６・・・・・・酸化層、７・・
・・・・アフターシールドノズル、８・・・・・・ガス
導入口、９・・・・・・アルゴンガス、１０・・・・・
・シールドカバー、１１・・・・・・被溶接鋼材、′・
・・・・・シールドカバーの長さ、ｄ・・・・・・シー
ルドカバーの下端と被溶接鋼材表面との距離、ｈ・・・
・・・シールドカバーの高さ、ｗ・・・・・・シールド
カバーの巾、１５・・・・・・シールドカバー前部、１
６・・・・・・トーチとシールドカバーとの接合部、１
７・・・・・・ガラステープ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくともその一端に、トーチの断面形状とほぼ一
   致する切欠きまたは孔を設けるとともに後方を開放した
   シールドカバーを使用し、トーチより供給されるシール
   ドガスのみによりガスシールドを行ないつつ溶接するこ
   とを特徴とする大電流ＭＩＧ溶接法。